3. Ландшафт и геосистемы локального уровня

Понятие о ландшафте

Слово «ландшафт», давшее название целой отрасли географической науки, первоначально употреблялось для обозначения общей идеи о взаимосвязанном сочетании различных явлений на земной повер­хности, и долгое время понятие о ландшафте не имело однозначного научного толкования со строго ограниченным объемом. Эта давняя традиция сказывается до сих пор в общем понимании ландшафта, которое часто встречается в литературе (преимущественно в непро­фессиональной). Устаревшее «общее» представление о ландшафте, когда говорят и о «ландшафте группы грибов в лесу», и о «ландшаф­те Русской равнины», вряд ли приемлемо для современного научного обихода.

По мере накопления данных о сложности территориальной струк­туры географической оболочки и развития представлений о разных уровнях ее внутренней организации все более настоятельной станови­лась необходимость упорядочения системы природных территориаль­ных комплексов и в связи с этим самого понятия о ландшафте. В ис­торическом очерке (см. главу 1) уже были описаны основные этапы этого процесса. Напомним, что еще в 30-е годы попытки внести строгое содержание в термин «ландшафт» привели к двум разным его толкованиям — региональному (или индивидуальному) и типоло­гическому. Согласно типологическому представлению, ландшафт - это не конкретный своеобразный участок территории, а «тип» или совокупность некоторых общих типических свойств, присущих раз­ным территориям, т.е. по существу отвлеченное понятие.

Типизация явлений, типологический подход к их изучению —■ обязательное условие всякого научного исследования, в том числе и ландшафтного. Но чтобы прийти к понятию о типе, необходимо изучить некоторое число конкретных объектов. «Тип» не может появиться как нечто данное, или «готовое», это — результат на учного обобщения множества конкретных, или индивидуальных, ситуаций, реально существующих в природе. Между тем так называ­емое типологическое понимание ландшафта как бы не оставляет

места для конкретной географической реальности, в нем нет понятия о тех реально существующих природных территориальных единицах, или выделах, из которых только и можно путем сравнения и научно­го обобщения вывести понятие о типе. Кроме того, типологическое понимание ландшафта не учитывает иерархию геосистем, т.е. их разноуровенность, наличие различных ступеней территориальной организации природных комплексов (фаций, урочищ и т.д.), которые должны типизироваться раздельно. Можно, конечно, употреблять гермин «ландшафт» в типологическом значении, но трудно научно обосновать необходимость такого употребления; притом оно создает большие терминологические неудобства. Так или иначе нам не избежать постоянной необходимости прибегать к понятию о конкрет­ных, т.е. индивидуальных, выделах, из которых складываются типы. Но для их обозначения пришлось бы придумывать какой-то особый термин. Не проще ли конкретные территориальные выделы называть ландшафтами, а их типологические, т. е. классификационные, объединения — типами ландшафтов, по аналогии с тем, как это делается в других науках?

Региональная, или индивидуальная, трактовка ландшафта лише­на противоречий и терминологических неудобств, присущих «типоло­гическому пониманию». Согласно этой трактовке, ландшафт есть, во- первых, конкретная территориальная единица; во-вторых, достаточ­но сложная геосистема, состоящая из многих элементарных геогра­фических единиц; в-третьих, ландшафт представляет собой основную ступень в иерархии геосистем.

Указанное представление о ландшафте, намеченное еще Л. С. Бергом (в более поздних его работах), было четко обосновано Л. Г. Раменским и развито Н. А. Солнцевым, а также А. А. Григорь­евым, В. Б. Сочавой, С. В. Калесником и другими географами. Оно легло в основу наиболее всесторонне разработанной теоретической концепции ландшафтоведения и было апробировано в ходе много­численных ландшафтных исследований с прикладными целями.

Ландшафт кратко можно определить как генетически единую геосистему, однородную по зональным и азональным признакам и заключающую в себе специфический набор сопряженных локаль­ных геосистем. Существуют и другие, но довольно близкие определе­ния, в которых делается акцент на те или иные признаки ландшафта. Но в силу необходимой краткости любое определение указывает лишь на самые важные отличительные черты объекта и не раскрыва­ет всей его сложности. Поэтому обычно определение ландшафта сопровождается перечнем дополнительных диагностических призна­ков или условий, которые представляются особенно существенными.

Так. согласно Н. А. Солнцеву, для обособления самостоятельного ландшафта необходимы следующие основные условия: 1) террито­рия, на которой формируется ландшафт, должна иметь однородный геологический фундамент; 2) после образования фундамента после­дующая история развития ландшафта на всем его пространстве должна была протекать одинаково (в единый ландшафт, например, нельзя объединять два участка, из которых один покрывался ледни­ком, а другой нет, или один подвергался морской трансгрессии, а другой оставался вне ее); 3) климат одинаков на всем пространст­ве ландшафта и при любых сменах климатических условий он оста­ется однообразным (внутри ландшафта наблюдается лишь измене­ние местных климатов - по урочищам и микроклиматов — по фаци­ям). При таких условиях, как указывает Н. А. Солнцев, на террито­рии каждого ландшафта создается строго ограниченный набор скульптурных форм рельефа, водоемов, почв, биоценозов и, в конеч­ном счете, простых природных территориальных комплексов — уро­чищ и фаций, рассматриваемых как морфологические части ланд­шафта.

В определении Н. А. Солнцева подчеркивается, что ландшафт есть закономерно построенная система локальных ПТК, и это очень важно. Однако, с другой стороны, всякий ландшафт одновременно является частью, или элементом, более сложных региональных единств, и его следует рассматривать как результат развития и диф­ференциации географической оболочки и ее высших структурных подразделений. Единство этих двух особенностей ландшафта опреде­ляет, как мы увидим дальше, его специфическое узловое положение в иерархии геосистем. Сочетание двух подходов к ландшафту «снизу» и «сверху» позволяет решить проблему однородности ландшафта, которая долго служила камнем преткновения при его определении и вычленении в природе.

Поскольку ландшафт расчленяется на различные фации и урочи­ща, он, конечно, внутренне неоднороден. Однако это не исключает однородности ландшафта в отношении определенных строго сформу­лированных критериев. Такими критериями служат прежде всего зональные и азональные условия, в отношении которых ландшафт должен быть однородным. Зонально-азональная однородность ланд­шафта находит свое выражение в единстве геологического фунда­мента, типа рельефа и климата; она же определяет генетическое единство ландшафта, поскольку процесс развития ландшафта проте­кает при одинаковых внешних условиях. Наконец, отсюда следует единый план внутреннего строения ландшафта: разнообразие его морфологических частей не означает, что это разнообразие неупоря­доченно; напротив, при соблюдении всех перечисленных выше усло­вий набор фаций и урочищ каждого конкретного ландшафта законо­мерен и специфичен. Каждому ландшафту присущ характерный сопряженный ряд фаций и урочищ, располагающихся в определен­ном порядке. Топологический фациальный ряд следует считать од­ним из главных критериев ландшафта и одним из показателей его однородности. Таким образом, понятие «однородность» применитель­но к ландшафту определяется строго заданными критериями и диа­лектически сочетается с представлением о его разнородности.

Обратимся к примерам, для чего воспользуемся фрагментом ландшафтной карты (рис. 26) из Атласа Ленинградской области (1967 г.). Этот фрагмент охватывает части территории пяти лан­дшафтов, причем различными условными знаками схематично (со­ответственно мелкому масштабу карты) показаны основные морфо­логические подразделения ландшафтов главные типы урочищ, а в некоторых случаях — так называемых местностей. Все ландшаф­ты расположены в зоне тайги, в ее южной подзоне и в пределах Северо-Западной ландшафтной провинции, относящейся к стране Русская равнина и Восточно-Европейскому сектору. Таким образом, все ландшафты однородны по зональным и секторным признакам, чего нельзя сказать об азональных. Поэтому в данном случае разли­чия между ландшафтами определяются преимущественно азональ­ными факторами.

Всю центральную часть рис. 26 занимает Лужско-Оредежский ландшафт (I) Он расположен на южном склоне Балтийского щита, перекрытом осадочными толщами протерозоя и палеозоя. Складча­тое основание лежит на абсолютных отметках около —400 м и глуб­же. Коренные породы, формирующие дочетвертичный рельеф струк­турно-денудационной девонской равнины, представлены красноцвет­ными песками и песчаниками с прослоями глин старооскольского горизонта среднего девона. На междуречьях они повсеместно пе­рекрыты четвертичными отложениями, преимущественно размытой (абрадированной) верхнечетвертичной мореной (валунным суглин­ком) мощностью 5- 8 м, которая формирует современный рельеф и служит основной почвообразующей породой. Местами поверх мо­рены встречаются пятна озерно-ледниковых суглинков и глин. По характеру рельефа ландшафт представляет собой низменную (пре обладающие высоты около 60—70 м над уровнем моря) плоско­волнистую моренную равнину, абрадированную озерно-ледниковыми водоемами, с локальными морфологическими деталями (озерно­ледниковые впадины, конечно-моренные гряды, озы).

Климат ландшафта можно считать типично южнотаежным уме­ренно-континентальным (табл. 4). Все природные компоненты в об­щем достаточно типичны для данной ландшафтной подзоны и про­винции. Такие компоненты, как почвы и растительный покров, существенно дифференцируются по фациям и урочищам. Общий план внутреннего (морфологического) строения ландшафта хорошо отображается даже на схематичной ландшафтной карте (см. рис. 26). Различные геосистемы локального уровня закономерно сменяют друг друга по мере ослабления дренирующей роли долин, образуя следующий ряд:

1. дренированные приречные склоны на бескарбонатном валун-

• Собственные названия ландшафтов даются в основном по гидрографическим и орографическим объектам.

ном суглинке с ельниками кисличными и дубравнотравяными ^I на среднеподзолистых почвах;

2. плоско-волнистые междуречья с кратковременно-избыточным увлажнением на тех же отложениях, но сверху (0,3—0,8 м) более легких (двучленных), с ельниками черничными на сильноподзоли­стых глееватых почвах^II;

3. плоские междуречья с длительно-избыточным увлажнением на тех же отложениях с ельниками долгомошными на торфянисто-

3 L1UJU üls

7

/4

13

10 h- 11 I -- 112

Рис. 26

Ландшафт		Пункт наб­людений и высота н ур.м., м	Температура, °С			Сумма актив­ных темпе­ратур (выше 10° С)		Безмо­ розный период. дн.	Годовая сумма осадков
			1	VII	Абс. мини­ мум
I	Лужско-	Белогорка,
	Оредежский	89	—8,7	16,7	— 43		1672	126		708
II.	Тосненско- *
	Волховский	Любань, 36	—8,8	17,9	- -50		1723	118		725
III.	Лужско-Плюсский	Луга, 104	—8,3	17,4	40		1856	137		711
IV. Верхнелужский		Оредеж, 32	—8,4	17,1	47		1801	III		716
V.	Ижорский	Волосово,
		127	—8.8	16.3	-42		1585	117		757

подзолисто-глеевых почвах, переходящими на окраинах болот в со­сняки сфагновые на торфяно-подзолисто-глеевых и торфяно-глеевых почвах (9 на рис. 26);

4. верховые болота, занимающие внутренние части междуречий с постоянным застойным увлажнением (12 на рис. 26).

Кроме урочищ этого основного ряда локально встречаются неко­торые второстепенные (подчиненные) геосистемы (впадины с озер­но-ледниковыми песками и ленточными глинами, долины рек и ручь­ев, озера).

К востоку от Лужско-Оредежского ландшафта расположен Тос ненско-Волховский ландшафт (II). Он приурочен к древнему пони жению в рельефе коренных девонских пород, которые здесь в основ-

ном представлены верхнедевонской карбонатной толщей, повсемест­но перекрытой четвертичными отложениями. В позднеледниковое время впадина была занята обширным приледниковым водоемом, оставившим мощную (до 15 м в центральной части) толщу ленточ­ных глин. Поверхность ландшафта плоская, слабо террасированная, преобладающие высоты над уровнем моря — всего 30 —40 м. Более восточное положение по сравнению с предыдущим ландшафтом сказывается в климате (см. табл. 4): зима несколько суровее (что особенно заметно по экстремальным температурам), лето теплее; общая теплообеспеченность увеличивается, но безморозный период сокращается- Количество осадков существенно не изменяется.

Тяжелые водоупорные грунты и плоский рельеф обусловливают слабый дренаж водораздельных пространств и развитие заболачива ния. Общий план морфологического строения аналогичен тому, который был описан для Лужско-Оредежского ландшафта, но уро­чища формируются здесь на ином субстрате и несколько ином климатическом «фоне». Ленточные глины богаче морены первичными минералами и микроэлементами; местами сказывается влияние кар- бонатности коренных пород. В естественном растительном покрове дренированных урочищ нередко среди господствующих ельников встречаются широколиственные деревья.

В юго-западном направлении Лужско-Оредежский ландшафт сменяется Лужско-Плюсским (III). По коренному фундаменту он не отличается от Лужско-Оредежского, однако четвертичная толща и современный рельеф имеют принципиально иные черты. Здесь гряды камовых холмов высотой до 153 м над уровнем моря череду­ются с впадинами, сложенными озерно-ледниковыми песками и супе­сями. Характерна большая пестрота и контрастность местоположе­ний и морфологических единиц ландшафта. В отличие от двух предыдущих ландшафтов, где в естественном покрове преобладают еловые леса, в Лужско-Плюсском господствуют сосняки разных типов — от сухих лишайниковых до заболоченных сфагновых. При­мечательно наличие флористически обогащенных «лужских боров», в которых встречаются даже степные виды. Южное положение ландшафта ясно отражается в климате: среди рассматриваемых пяти ландшафтов Лужско-Плюсский выделяется наиболее высокой теплообеспеченностью и наиболее длительным безморозным перио­дом. В характере многих фаций наблюдаются признаки перехода к подтайте.

Верхнелужский ландшафт (IV) также достаточно специфичен. Подобно Лужско-Оредежскому, это типичная низменная (60— 70 м над уровнем моря) слабодренированная моренная равнина, абрадированная озерно-ледниковыми водами. Однако коренными породами здесь служат не пески и песчаники среднего девона, а верхнедевонские карбонатные породы — известняки, доломиты, мергели. Благодаря этому обстоятельству морена обогащена карбо­натами и на ней формируются плодородные дерново-карбонатные, а также слабоподзолистые почвы. В климате также прослеживаются изменения в сторону увеличения запасов тепла. В результате здесь наблюдаются некоторые черты природы, сближающие этот лан­дшафт с подтаежными. Для плакорных (дренированных) урочищ в прошлом были характерны еловые леса с участием клена, липы, вяза, ясеня, дуба, лещины. Но из-за слабого дренажа преобладают междуречные урочища с заболоченными лесами на темноцветных дерново-глеевых почвах, обладающих высоким потенциальным пло­дородием, а глубинные части междуречий заняты огромными бо­лотными системами.

Наконец, Ижорский ландшафт (V), часть которого попадает в границы участка, представленного на рис. 26, пожалуй, наиболее своеобразен. Он приурочен к древнему дочетвертичному плато, бронированному ордовикскими известняками. Платообразная повер­хность, выработанная в известняках, приподнята над окружающими территориями (преимущественно до 120— 150 м над уровнем моря). Коренные породы обычно перекрыты маломощным карбонатным валунным суглинком. Относительно более высокое гипсометрическое положение по сравнению с соседними ландшафтами сказывается в довольно значительном понижении теплообеспеченности, а также в сокращении безморозного периода и некотором увеличении количе­ства осадков. Однако богатство субстрата кальцием придает лан дшафту более южный, подтаежный, облик. До освоения здесь про­израстали богатые хвойно-широколиственные леса на почвах дерно­во-карбонатного типа. Другие характерные индивидуальные черты Ижорского ландшафта - - хороший дренаж, наличие карстовых форм рельефа, почти полное отсутствие поверхностной гидрографи­ческой сети (поверхностные воды интенсивно поглощаются трещино­ватыми известняками). Морфология этого ландшафта сравнительно простая: доминируют волнистые плакорные урочища, ныне в значи­тельной степени освоенные. Подчиненную роль играют группы мо­ренных холмов или гряд, небольшие озовые гряды, понижения, заполненные озерно-ледниковыми супесями (иногда с озерами), небольшие болота, а также карстовые воронки и провалы.

Генетические, морфологические и другие различия между описан­ными ландшафтами находят отражение в степени и характере их хозяйственного использования, что может служить дополнительным, хотя и косвенным, диагностическим признаком ландшафта, точнее — его ресурсного и экологического потенциала. Так, Ижорский лан­дшафт резко выделяется высокой сельскохозяйственной освоенно­стью (распахано 30% площади). Второе место занимает Верхнелуж- ский ландшафт (17%), а остальные сильно отстают по этому показа­телю (5—8%). В этих цифрах хорошо отражается неодинаковое по ландшафтам соотношение основных природных факторов земледе­лия (плодородие почвы, теплообеспеченность, естественная дрениро- ванность территории, пересеченность рельефа и др.).

Хотя в рассматриваемых примерах широтные изменения климата не настолько существенны, чтобы вызвать зональную смену лан­дшафтов, эта смена все же постепенно подготавливается. Количе­ственные изменения основных климатических показателей по широте заметить нетрудно (особенно сравнивая данные (в табл. 4) для Ижорского, Лужско-Оредежского и Лужско-Плюсского ландшаф­тов), так что полностью исключить в данном случае влияние зональ­ного фактора на формирование ландшафтов нельзя. Если же про­должить наш анализ за южную рамку фрагмента ландшафтной карты (см. рис. 26), то вскоре появятся типично подтаежные лан­дшафты. В сущности Лужско-Плюсский и Верхнелужский ландшаф­ты уже имеют переходный зональный характер. Подтаежные же черты Ижорского ландшафта обусловлены своеобразием его фунда­мента, т. е. имеют азональную природу.

В горах ландшафты выделяются в пределах отдельных высотных ярусов. Что касается соотношения между ландшафтами и высотны­ми поясами, то в сущности пояса надо рассматривать как морфоло­гические части ландшафтов. Как уже указывалось в главе 2, высо­тные пояса отнюдь не всегда выражены в виде сплошных полос, они охватывают участки, генетически разнородные и часто территори­ально разобщенные. Фрагменты различных поясов нередко образуют сложную мозаику, сочетаясь в одном ландшафте на разных экспози­циях и формах рельефа. В условиях относительно простой системы высотных поясов (например в тундровой, таежной зонах) ландшаф­ты часто не выходят за пределы одного высотного пояса (горно­тундрового, горнотаежного). Но в более сложных условиях, при переплетении контрастных элементов различных поясных рядов, ландшафт может включать части разных поясов. При этом один из них может быть доминантным, образуя как бы общий фон ландшаф­та, а другие - представлены лишь более или менее значительными фрагментами; но в иных случаях к одному ландшафту относятся сопряженные участки различных поясов в рамках того или иного высотного ландшафтного яруса (низко-, средне- или высокогорно­го). Таким образом, здесь мы видим аналогию с равнинными ланд­шафтами, в которых определенные урочища могут создавать общий фон либо разные урочища образуют сопряженные ряды или же более сложные территориальные комбинации.

Территориальные соотношения между ландшафтами и высотны­ми поясами на примере бассейна р. Теберды (северный склон Боль­шого Кавказа) иллюстрирует рис. 27. Легенда картосхемы построена в виде матрицы, в которой горизонтальным рядам соответствуют высотные пояса (обозначены арабскими цифрами), а вертикальным колонкам ландшафты (обозначены римскими цифрами). На схеме видно, что некоторые пояса имеют непрерывный характер (во всяком случае, в границах данной картосхемы), но другие — фрагментарны. Так, фрагменты пояса темнохвойных лесов приурочены к наиболее увлажненным долинам и придолинным склонам среднегорья. Наибо­лее фрагментарным распространением отличаются пояса сосновых

^Ч'У¹' ЩЩВШір

4 7 s\ / wf \/ \ яшм Pi7 VttS ' J

Рис 27. Ландшафтная схема бассейна р. Теберды (по материалам А. Г. Исаченко и И. И. Тумаджанова).

(.реднегорные ландшафты продольных депрессий и поперечных долин: I Ннжнетебердин і-киЙ (на песчаниково-глинистых юрских отложениях), II — Среднетебердинский (иа сильно иислоиировянных палеозойских отложениях), III - Верхиетебердинский (иа докембрийских кристаллических породах).

высокогорные ландшафты с кладчато-глыбовых хребтов: IV Тебердинско Аксаутский, V Гебердинско-Даутский (на сильнодислоцироваиных палеозойских отложениях), VI — До мбайский (на докембрийских кристаллических породах).

Нысотные пояса: I ледниковый (нивальный), 2 субнивальный (скально-осыпной), 3 .ільпийский (горнолуговой), 4 субальпийский (с криволесьем), 5 горнотаежный (темно хвойнолесной), 6 — пояс сосновых лесов, 7 пояс горных степей и иагорных ксерофитов, Л широколиственнолесной. Сплошные линии границы ландшафтов, пунктирные водо раздельные гребни

лесов и горных степей: они приурочены к сухим южным склонам, лежащим в ветровой тени. Участки субальпийского криволесья, напротив, встречаются только на северных склонах.

Части одного и того же пояса встречаются на разных геологиче­ских фундаментах и в разных ландшафтах. Большинство ландшаф­тов, как мы видим, имеют неоднородную высотнопоясную структуру, хотя один из поясов может играть роль доминантного. Но ландшафт не должен выходить за пределы одного высотного яруса. Принад­лежность к конкретному ярусу обеспечивает единство геологического фундамента, основных климатообразующих процессов и генетиче­скую целостность ландшафта, а также определенную однородность его высотнопоясной структуры Заметим, что каждому ярусу прису­ща особая часть высотнопоясного ряда, заключающая генетически и структурно близкие пояса. Это четко прослеживается и на рис. 27. В матричной легенде ясно обособляются две группы ячеек (кле­ток) в правом верхнем и левом нижнем углах. Первая охватывает всю высокогорную группу геосистем — как ландшафтов, так и высо­тных поясов, а вторая — среднегорную. Нетрудно заметить, что среднегорному ярусу присущи горно-лесные высотные пояса (с экс­позиционными фрагментами горно степных), тогда как в высоко­горном ярусе наблюдается особый набор поясов — от субальпийско­го до нивального. Таким образом, специфика средне- и высокогор­ных ландшафтов проявляется достаточно ярко через их характерные высотно-поясные структуры.

Полный ряд ярусов и поясов снизу доверху — служит диагно­стическим признаком не ландшафта, а региональных систем более высокого ранга, а именно ландшафтных округов, которые рассмат­риваются в главе 6, посвященной физико географическому райони­рованию.

Внимание ландшафтоведов давно привлекает вопрос об основной ступени, или единице, в иерархии природных территориальных ком­плексов (геосистем). Хотя отдельные специалисты отрицали необхо­димость подобной «узловой» категории, опыт исследовательской работы и практической деятельности ландшафтоведов свидетель­ствует о реальности основной единицы и об ее важном значении для упорядочения как разнообразных фактов, относящихся к ландшаф­товедению, так и его теоретических основ. Такой единицей и служит ландшафт, занимающий узловое положение на стыке геосистем ре­гиональной и локальной размерностей.

В главе 2 уже были определены принципиальные различия между региональными и локальными геосистемами и установлено место ландшафта как низового региона, завершающего систему региональ­ной дифференциации эпигеосферы. К этому можно добавить, что изучение региональных и локальных физико географических единиц требует применения разных методов: если локальные ПТК изучают­ся обязательно в натуре, т. е. путем полевых исследований, включая стационарные наблюдения и ландшафтную съемку, то познание

высших физико-географических единств основывается, главным об­разом, на применении камеральных методов исследования, на анали- іе и обобщении литературных источников, карт, дистанционных снимков. Особенность ландшафта состоит в том, что его познание требует применения наиболее широкого комплекса методов — как нолевых, так и камеральных.

А. А. Григорьеву принадлежит мысль о том, что ландшафт — это наименьшая территориальная единица, сохраняющая все типичные для данной зоны, области и вообще более крупной, чем ландшафт, региональной единицы, черты строения географической среды. Ана­логичные соображения высказывал В. Б Сочава. Сравнивая ланд­шафт с региональными системами высших рангов, мы видим, что последние, представляя собой более или менее сложные территори­альные сочетания разнородных ландшафтов, гетерогенны в зональ­ном и азональном отношениях. Поэтому ни одна из высших катего­рий физико-географического районирования не может служить фи­зико-географическим эталоном, т. е. олицетворять собой специфиче­ское территориальное сочетание и региональных, и локальных осо­бенностей природы, а тем самым представлять характерный местный комплекс природных условий жизни и деятельности людей, конкрет­ную местную природную среду.

С другой стороны, как отметил В. Б. Сочава, отдельные урочиіца или другие локальные геосистемы не дают полного представления о местной структуре географической среды и в силу этого не могут рассматриваться как основные таксономические единицы в ланд- шафтоведческой иерархии. В мозаике фаций или урочищ можно встретить системы, не типичные для данного региона и не дающие всестороннего представления о своеобразии местной природы. В тай­ге, например, в благоприятных местоположениях встречаются фации с широколиственными лесами, а в неблагоприятных «тундрови- ны», как бы переносящие нас в тундру. Даже такие типичные и ши­роко распространенные урочища, как болотные в тайге или овраж­ные в степи, сами по себе еще не дают полной, целостной картины местной природы. Лишь все урочища или фации, взятые в совокуп­ности, в характерных территориальных сочетаниях, площадных со­отношениях и взаимных связях, т. е. как единый ландшафт, создают целостное представление о физико-географической специфике той или иной территории.

Изучение локальных геосистем как таковых, вне ландшафта как целого имеет мало смысла, ибо они значительно более открытые системы, чем ландшафт, и существуют лишь как его части во взаи­модействии с другими, сопряженными локальными геосистемами. Любая фация или любое урочище обязательно предполагает нали­чие определенного другого или нескольких других урочищ и фаций. В самом деле, фация средней части склона существует только пото­му, что есть фации нижней и верхней частей того же склона. Вер­шинных фаций не бывает без склоновых, овражных урочищ без водораздельных, холмы предполагают наличие котловин и т. д. Та­ким образом, основным объектом ландшафтного исследования долж­ны быть не отдельные морфологические части ландшафта, а их сопряженные системы в пределах такой территории, которая доста­точна для выявления их закономерных сочетаний, а это и есть ланд­шафт.

Заметим, что отдельные фации и урочища, по замечанию

Н. А. Солнцева, не оригинальны. Сходные фации и урочища мно­гократно повторяются, индивидуальные черты у них отступают на последний план, и исследуются эти геосистемы, как правило, в типо­логическом разрезе. Это значит, что географ не должен изучать каждую конкретную фацию, каждое конкретное урочище, достаточно выбрать по нескольку представителей из каждого типа. При изуче­нии высших региональных единств, напротив, необходимо применять индивидуальный подход, а типологический подход играет второсте­пенную роль или практически вовсе теряет значение. Имея дело с ландшафтами, приходится обращать внимание как на индивиду­альную специфику каждого из них, так и на типологические осо­бенности различных групп ландшафтов, и трудно сказать, что важ­нее в данном случае. При изучении ландшафта, следовательно, в наибольшей степени сочетаются оба подхода к изучению геосистем.

Внутри ландшафта наблюдается более тесная сопряженность между различными геосистемами, чем вне его. В. Б. Сочава считает, что ландшафт представляет собой систему, имеющую свой тип регионального метаболизма - малого, регионального, круговорота вещества и энергии. Это значит, что интеграционные процессы в ландшафте выражены сильнее, чем в крупных региональных системах — физико-географических странах, секторах и др. Поэтому никакая другая геосистема, кроме ландшафта, не представляет лучших возможностей для изучения процессов географической ин­теграции и дифференциации.

Основные свойства геосистем, их структура, функционирование, динамика, эволюция наиболее полно раскрываются при изучении ландшафтов. В комплексах этого ранга можно проследить сложные и разнообразные потоки вещества и энергии, и соотношения между вертикальными и горизонтальными системами географических свя­зей. Если первичной ячейкой для анализа вертикальных связей служит фация, то горизонтальные связи можно выявить лишь при изучении ландшафта как целого, т.е. нрисущих ему сопряженных фациальных рядов. Подобные ряды, специфические для разных ландшафтов, служат основой для познания интеграционных процес­сов в геосистемах.

Ландшафт — значительно более автономная и более устойчивая система, чем фация или урочище. Он труднее поддается преобразо­ванию, чем его морфологические части. Это обстоятельство имеет важное практическое значение в связи с проблемами оптимизации растущего хозяйственного воздействия на природный комплекс (о чем подробнее говорится в последней главе книги).

С социально-экономической точки зрения ландшафт представля с'Т собой низовой природно-ресурсный и экологический район. Выде­ление ландшафта по принципу зонально-азональной однородности обеспечивает охват всех природных ресурсов в их характерном, специфическом территориальном сочетании. Каждый ландшафт за­ключает индивидуальный комплекс природных ресурсов - тепловых, водных, минеральных, биологических. Тем самым он обладает опре­деленным хозяйственным и экологическим потенциалом, например сельскохозяйственным, энергетическим, рекреационным и т. д. На этом основании В. Б. Сочава, В. Б. Четыркин и другие исследователи пришли к заключению, что ландшафт — это такой природный ком­плекс, в отношении которого можно ставить вопрос о едином направ­лении хозяйственного развития, что он «представляет собой наи­меньшее пространство, на котором могут быть осуществлены едино­образные приемы хозяйственного использования» ^I и может рассмат­риваться как «баэовая категория при... разработке рекомендаций по комплексному учету природных условий в региональном планирова­нии хозяйственной деятельности»^II.

Рассматривая различные ландшафты, например с точки зрения условий развития сельскохозяйственного производства, мы замеча­ем, что каждый из них в этом отношении представляет своеобразную целостность, определяемую специфическим сочетанием региональ­ных и локальных условий. К региональным («фоновым») характери­стикам ландшафта относятся, в частности, общие агроклиматиче­ские условия — тепло- и влагообеспеченность. которые зависят от положения ландшафта в системе зон, подзон, секторов и высотных уровней (ярусов). Локальные условия (точнее локальное разнообра зие) определяются морфологией ландшафта и выражаются в зако­номерном наборе участков, различающихся по микроклиматам, ук­лонам поверхности, естественной дренированное™, почвенным раз­ностям и другим местным особенностям. Эти участки, соответствую­щие морфологическим подразделениям ландшафта, с сельскохозяй­ственной точки зрения представляют собой типы земель, или естес­твенных угодий, и в совокупности образуют земельный фонд данного ландшафта. Агропроизводственное значение ландшафта состоит, следовательно, в том, что, с одной стороны, в нем находит выраже­ние определенная общая региональная специфика природных уело вий, а с другой характерная структура земельного фонда, позво ляющая разрабатывать конкретные дифференцированные рекомен­дации по рациональному использованию земель.

Это можно проиллюстрировать на примерах нескольких ланд­шафтов, схематически отображенных на рис. 26. Наиболее высоким сельскохозяйственным потенциалом среди них выделяется Ижорский ландшафт, что определяется прежде всего плодородием дерново­карбонатных почв. Кроме того, сельскохозяйственному освоению здесь способствуют хороший дренаж (отсутствие переувлажнения земель), платообразный рельеф с небольшими уклонами, благоприятствующий созданию крупных полевых массивов, хотя общая (фоновая) теплообеспеченность несколько понижена по срав­нению с соседними ландшафтами. На втором месте следует поста­вить Верхнелужский ландшафт. Почвы здесь также плодородны, тепла даже больше, чем в Ижорском ландшафте, поверхность ровная, удобная для распашки, но обширные площади междуречных урочищ подвержены длительному переувлажнению и не могут быть освоены без осуществления сложных и дорогостоящих мелиоратив­ных мероприятий.

Лужско-Плюсский ландшафт по сельскохозяйственному потенци­алу значительно уступает предыдущему. Он характеризуется боль­шой пестротой земельного фонда, связанной с пересеченностью камового рельефа, наличием крупных площадей заболоченных уро­чищ, а также болот. Общий «фоновый» недостаток — бедность почв, преимущественно песчаных по механическому составу. Позитивный природный фактор относительно повышенная теплообеспечен- ность, но в силу особенностей структуры земельного фонда сельско­хозяйственная освоенность имеет выборочный характер и пахотные земли разбросаны небольшими массивами.

Не останавливаясь подробно на двух других ландшафтах, отме­тим лишь, что их сельскохозяйственный потенциал очень невысок. По фоновым характеристикам климата и почв эти ландшафты можно отнести к «средним», т. е. типичным для северо-запада южной тайги и вполне пригодным для сельскохозяйственного освоения. Однако морфологическое строение их таково, что они могут быть использованы лишь выборочно. Значительная часть территории за­нята заболоченными урочищами, а освоение обширных систем водо­раздельных торфяников практически исключено. В результате сель­скохозяйственное освоение приобрело здесь типично приречный ха­рактер. Описанные различия между ландшафтами хорошо отра­жаются в показателях их современной распаханности, которые ранее уже были приведены.

Таким образом, необходимость выделять в иерархии геосистем основную, или узловую, единицу диктуется не только теоретическими соображениями, но имеет и глубокий практический смысл. Ланд­шафт играет как бы организующую роль в необозримом многообра­зии геосистем различных уровней и рангов. По мнению В. Б. Сочавы, в ландшафте совмещаются все частные (отраслевые) системы рай­онирования, т е. с ландшафтом совпадают районы климатические, геоморфологические, почвенные и другие, и представление о лан­дшафте тем самым имеет организующее значение не только для собственно физической географии, но и для отраслевых физико- кюграфических дисциплин.

Компоненты ландшафта и ландшафтообразующие факторы

Ландшафт состоит из компонентов, каждый из которых является «представителем» отдельных частных геосфер, входящих в географи­ческую оболочкуѴЪ общей форме понятие о компонентах геосистемы, или природных географических компонентах, было дано во «Введе­нии». Рассмотрим теперь это понятие подробнее и конкретизируем его применительно к ландшафту.

Каждый компонент представляет собой особый уровень организа­ции вещества в эпигеосфере, и можно сказать, что это первичный географический уровень организации. Всякий компонент геосисте­мы— это достаточно сложное тело^Когда мы говорим, например, о жидком, или водном, компоненте, то имеем в виду вовсе не химиче­ски чистую, дистиллированную воду, а сложные растворы и взвеси, которые вода образует в реальной природной обстановке благодаря ее взаимодействию с другими компонентами. Воздушный компонент, атмосфера — это не стерильно чистая смесь газов, а сложная суб­станция, всегда содержащая пары воды и твердые частицы (в том числе биогенного происхождения). Твердое вещество литосферы первичные горные породы в пределах ландшафта (в зоне гиперге­неза) подвергается механическому и химическому выветриванию, насыщается водой, атмосферными газами и живым веществоі^МЭсо- бенность географических компонентов состоит в том, что в каждом из них присутствует вещество всех остальных компонентов, и это придает им новые свойства, которыми не могло бы обладать химиче­ски чистое и физически однородное вещество. Так, влажный воздух отличается по своим физико-химическим свойствам от сухого, при­родные растворы — от химически чистой воды^

В системе организации вещества Земли географические компо­ненты занимают промежуточное (связующее) положение между простыми дискретными телами (минералы и горные породы, газы и газовые смеси, отдельные организмы и др.) и геосистемами. По­скольку компоненты геосистем — это результат взаимопроникнове­ния и взаимодействия качественно разных тел, мы имеем основание рассматривать их как первую ступень географической интеграции; вторая ступень — собственно геосистемы как наиболее сложная форма организации природных тел на Земле. По отношению к геоси­стемам географические компоненты служат структурными частями первого порядка, точнее — частями их вертикальной (радиальной, ярусной) структуры, поскольку им присуще упорядоченное ярусное расположение внутри геосистемы.

Известно, что вещество Земли характеризуется сложной, как бы ступенчатой организованностью. Различным качественным формам существования природных тел свойственны свои структурные уров­ни, или ступени, организации. Так, изучение живых систем возможно на нескольких, последовательно усложняющихся уровнях, начиная от молекулярного, через клеточный, организменный к популяционно­му и ценотическому. Именно последний отвечает компонентному уровню географического анализа. Иначе говоря, «представителем» биологической формы существования материи в геосистеме, ее био логическим компонентом служит биоценоз.

Говоря о компонентах ландшафта, необходимо учитывать, что в каждом из них различаются свои уровни территориальной диффе­ренциации, аналогичные уровням, или рангам, геосистем. Поэтому компонент (скажем, твердый) эпигеосферы — это нечто иное, чем компонент ландшафта, а компонент ландшафта это не то же, что компонент фации. Между территориальными категориями, или уров­нями, геосистем и отдельных компонентов должна существовать определенная таксономическая соразмерность^ Мы уже установили, что структурными частями фации служат наиболее дробные террито­риальные подразделения компонентов (элемент рельефа, микрокли мат, почвенная разность, фитоценоз). В эпигеосферу на правах ее компонентов полностью входят частные геосферы как подчиненные системы глобального уровня.

Обратимся к собственно компонентам ландшафта. В определени­ях ландшафта обычно подчеркивается, что он имеет однородный геологический фундамент. Однородность - понятие относительное, и без четко оговоренных условий однородности оно имеет мало смысла. Однородность фундамента ландшафта должна быть связана со строением складчатого основания, его впадинами, выступами и структурами разных типов. Но связь эта часто имеет косвенный характер, особенно на древних платформах, где складчатое основа ние погребено под мощной толщей осадочных пород Петрографи­ческий состав поверхностных горных пород, условия их залегания, а также режим новейших и современных тектонических движений служат основными показателями твердого фундамента ландшафта.

Что касается петрографического состава горных пород, то здесь подразумеваются как дочетвертичные, так и четвертичные породы, участие которых в формировании ландшафта может быть различ ным — главным образом в зависимости от мощности вторых. Ха­рактеристике горных пород ландшафта наиболее отвечает понятие о геологической формации как совокупности горных пород, близких по генезису и вещественному составу (например, флишевая форма­ция, состоящая из чередующихся слоев песчаников, глин, мергелей; галогенная, красноцветная и другие формации). В платформенных равнинных ландшафтах геологическая колонка дочетвертичных по­род, как правило, завершается породами одной формации, которые определяют общий характер рельефа, формируя его макроформы. Глубокий эрозионный врез нередко вскрывает более древние толщи разного петрографического состава (рис. 28), но это не дает основа ния отрицать, что геологический фундамент ландшафта построен

одинаково, поскольку в этом случае смена различных геологических формаций есть результат действия не геологических факторов, а внутренних процессов, происходящих в самом ландшафте, и раз­нообразие пород проявляется лишь в морфологическом строении ландшафта.

В горах, где складчатое основание выходит на поверхность, фундамент одного ландшафта может быть образован комплексом пород, разных по возрасту и составу, но связанных с самостоятель­ным структурным элементом земной коры (с синклинальной или антиклинальной структурой, чередованием мелких складок, а также с интрузиями или эффузивными покровами).

При широком толковании твердого фундамента ландшафта в это понятие входит и рельеф земной поверхности, который тесно связан с геологическим строением. В рельефе также существуют свои территориальные градации разных порядков. Широко известны та­кие понятия, как мегарельеф, макрорельеф, мезорельеф, микрорель­еф. Однако различия между этими категориями определяются не вполне четко, и прямую связь между ними и уровнями иерархии геосистем не всегда легко установить. Важнее различать морфо­структуры и морфоскульптуры, которые могут быть сопоставлены соответственно с региональными и локальными геосистемами. Ланд­шафт приурочен к самостоятельной морфоструктуре и в то же время характеризуется своеобразными морфоскульптурами (ча­ще— сочетанием различных морфоскульптур), т.е. ему соответству­ет определенный геоморфологический комплекс, который связан с однородным геологическим фундаментом и однотипным характе­ром экзогенных геоморфологических процессов. Сходные, повторяю­щиеся геоморфологические комплексы образуют один тип рельефа.

Таким образом, твердый фундамент ландшафта в широком смыс­ле слова это отдельная морфоструктура или ее часть, образован­ная породами одной формации (в орогенических областях чаще комплексом пород разных формаций, приуроченных к одной геоло­гической структуре), с закономерным набором скульптурных форм и корреспондирующих с ними четвертичных отложений. В качестве примеров назовем: участок докембрийского кристаллического щита с комплексом форм экзарации и водно-ледниковой аккумуляции; структурное известняковое плато с карстовыми и насаженными ледниковыми формами; межгорную тектоническую впадину, запол­ненную сверху четвертичным аллювием и пролювием с соответствую­щей морфоскульптурой

Следует предостеречь от автоматического отождествления ланд­шафта с территорией, занимаемой однородным геолого-геоморфо- логическим фундаментом. На однородном фундаменте могут образо­ваться разные ландшафты в тех случаях, когда в его пределах наблюдаются широтно-зональные или долготно-секторные климати­ческие различия.

К ландшафту следовало бы отнести в качестве одного из ве­щественных компонентов некоторую часть тропосферы, но ландшаф­тные границы в воздушной среде отличаются крайней изменчивостью и неопределенностью. Обычно компонентом ландшафта считается лишь определенная совокупность свойств и процессов атмосферы, называемая климатом. Представление о климате требует своего ранжирования в зависимости от территориальных масштабов про­явления климатических процессов и их соотношений с общей регио­нальной и локальной дифференциацией эпигеосферы. Это нашло свое выражение в таких понятиях, как макроклимат, собственно климат, местный климат (или мезоклимат), микроклимат.

С. П. Хромов ^I показал, что деление климата на категории раз­личного территориального масштаба непосредственно вытекает из подразделения самих географических комплексов на таксономиче­ские единицы разного порядка, поскольку климат есть один из компонентов геокомплекса и в значительной мере им обусловлен. За основную климатологическую единицу С. П. Хромов принял климат ландшафта, который он предлагает называть просто климатом (со­бственно климатом). Климат урочища, представляющий собой осо­бую локальную вариацию климата ландшафта, есть местный климат, а климат фации — микроклимат. Под макроклиматом подразумева­ется совокупность климатических черт данной географической об­ласти или зоны, т.е. высших региональных комплексов.

Полное представление о климате ландшафта складывается, та­ким образом, из двух составляющих: 1) фонового климата, отража­ющего общие региональные черты климата, определяемые географи­ческим положением ландшафта в системе региональной дифферен­циации, т.е. величиной получаемой инсоляции, атмосферной цирку­ляцией, гипсометрическим и барьерным положением, а также влия­нием всех остальных компонентов; 2) совокупности локальных (ме- зо- и микро ) климатов, присущих различным фациям и урочищам Фоновый климат есть некоторое интегральное понятие, которое не сводится к сумме локальных климатов и не может быть выведено из них. Представление о фоновом климате основывается на данных метеонаблюдений, которые имеют в значительной степени условный характер, но обеспечивают сравнимость всех ландшафтов в климати­ческом отношении. Наблюдения каждой метеостанции характеризу­ют прежде всего местный климат, т.е. климат того урочища, в кото­ром станция расположена. Характеристику климата ландшафта следовало бы строить на данных нескольких станций, расположен­ных в типичных урочищах, но такое условие редко осуществимо, так как сеть метеостанций недостаточно густа.

В элементах климата наиболее ярко выражена континуальность эпигеосферы. Все климатические показатели изменяются постепенно и в пределах территории отдельного ландшафта варьируют в некото ром диапазоне. Поэтому, как правило, они не могут быть выражены одним числом и требуют указания интервала значений. В связи с этим возникает серьезный и совершенно не затронутый исследова­ниями вопрос о допустимых пределах территориальных колебаний температуры воздуха, количества осадков и других элементов клима­та в границах одного ландшафта. Пока еще остается неясным тот порог территориального диапазона основных климатических харак­теристик, за которым следует говорить о новом ландшафте (для высших зональных — единств многие такие пороги уже установ­лены). По этой причине климатические показатели очень редко используются для определения границ ландшафтов.

Гидросфера представлена в ландшафте крайне многообразными формами и находится в непрерывном круговороте, переходя из одного состояния в другое. В. И. Вернадский, рассматривая природ­ные воды как своеобразные минералы, разработал их классифика­цию с учетом физического состояния (газообразная, жидкая, твер­дая вода), концентрации солей (воды пресные, соленые, рассоль­ные), характера водовместилищ (воды озерные, речные, болотные и др.) и химического состава растворенных веществ. По классифика­ции В. И. Вернадского, таких «минералов» на Земле получилось около 500, но при дальнейшем изучении эта цифра, по его мнению, достигнет 1ООО- 1500.

Разнообразие природных вод тесно связано с ландшафтом. В каждом ландшафте наблюдается закономерный набор водных скоплений (текучих вод, озер, болот, грунтовых вод и др.), и все их свойства — режим, интенсивность круговорота, минерализация, хи­мический состав и т.д. — зависят от соотношения зональных и азо­нальных условий и от внутреннего строения самого ландшафта, от состава его компонентов и морфологических частей.^

Органический мир представлен в ландшафте более или менее сложным комплексом биоценозов. В отличие от фации ландшафт невозможно характеризовать каким-либо одним растительным со­обществом или типом сообществ — ассоциацией, формацией и т.п. В одном и том же ландшафте встречаются сообщества, относящиеся к разным типам растительности. Например, почти в каждом ланд­шафте таежной зоны существует растительность лесного, болотно­го, лугового, а иногда еще и тундрового или других типов. С другой стороны, одна и та же растительная формация или ассоциация может встречаться в разных ландшафтах и не специфична для какого-либо одного из них. Следовательно, каждый ландшафт может быть охарактеризован лишь закономерным сочетанием различных растительных сообществ, образующих в его пределах характерные топо-экологические ряды, связанные со сменой местообитаний по урочищам и фациям. Топо-экологические ряды, отражающие упоря­доченность размещения сообществ в конкретных ландшафтных усло­виях, кладутся геоботаниками в основу выделения геоботанических районов. Практически из этого следует, что ландшафту территори­ально соответствует самостоятельный геоботанический район.

Вопрос о животном населении как компоненте ландшафта разра­ботан еще недостаточно. Бесспорно, однако, то, что зооценозы тесно связаны с ландшафтом и его морфологическими подразделениями. Некоторые виды животных более жестко приурочены к определен­ным местообитаниям и соответствующим фациям, другие более подвижны и периодически мигрируют, но миграции совершаются в пределах, определяемых теми или иными ландшафтными рубежа­ми. Зоогеографы пришли к заключению, что «границы сообществ животных всегда совпадают с теми или иными природными лан­дшафтными границами (или с границами антропогенно-территори­альных комплексов)»^I.

Между почвами и ландшафтом существуют такие же отношения, как между ландшафтом и биоценозами. Вряд ли можно найти такой пример, когда в ландшафте была бы представлена только одна почва, т.е. почва одного вида. Почвы различных видов, а нередко и различных типов обычно образуют более или менее сложные территориальные комбинации, подчиненные морфологическому стро­ению ландшафта. Всякий ландшафт охватывает закономерное тер­риториальное сочетание различных почвенных типов, видов и разно­видностей, которое соответствует одному почвенному району.

Некоторые географы пытались разделить компоненты ландшафта на «ведущие» и «ведомые» или на «сильные» и «слабые». Известен «ряд Солнцева», в котором компоненты размещены от самых «силь­ных» до самых «слабых»: геологическое строение — литология рельеф — климат воды — почвы растительность — животный мир^I. По Н. А. Солнцеву, литогенные компоненты (т.е. все то, что связано с твердым фундаментом) являются ведущими факторами ландшафта, на втором месте стоят климат и воды, и самыми слабы­ми оказываются биогенные компоненты, которые полностью зависят от всех предшествующих им в ряду.

Эта точка зрения далеко не бесспорна. Существуют иные взгляды на роль отдельных компонентов в ландшафте как целостной системе. В. Б. Сочава считал, что тепло, влага и бцота Являются «критически­ми компонентами» геосистемы, поскольку они определяют ее энерге­тику и динамику. А. А. Крауклис различает три группы компонентов по их специфическим функциям в геосистеме: I) инертные (ми­неральный субстрат и рельеф), представляющие «фиксированную основу геосистемы», 2) мобильные (воздушные и водные массы, сложенные веществом, у которого силы молекулярного сцепления относительно слабы), выполняющие в геосистеме обменные и тран­зитные функции, 3) активные, к которым относится биота, выступаю­щая как важнейший фактор саморегуляции, восстановления, стаби­лизации геосистемы ^I.

А. А. Крауклис справедливо подчеркивает, что геосистема обяза­на своим существованием и развитием всем ее составляющим, и за­дача состоит не столько в том, чтобы разделить компоненты на пер­востепенные и второстепенные, сколько в выяснении того, каким об­разом каждый из них участвует в сохранении геосистемы как целого.

Абиогенные компоненты в известном смысле выступают в геоси­стеме как первичные по отношению к биоте - не только потому, что они возникли раньше в ходе эволюции Земли, но и вследствие того, что они составляют первичный материальный субстрат геосистемы, за счет которого организмы создают живое вещество. Кроме того, теоретически можно представить себе геосистемы, построенные толь­ко из абиотических компонентов, и практически таковые существуют (например, ледниковые). Такие геосистемы, без жизни и почвы, можно рассматривать как неполноразвитые или как «протоланд­шафты».

Однако после возникновения жизни как высшей формы организа­ции вещества эпигеосферы состав и строение всех абиотических сфер претерпели существенную трансформацию. Живое вещество стало важным ландшафтообразующим фактором. Биологический кругово­рот привел к коренному преобразованию атмосферы, гидросферы и литосферы. Согласно В. И. Вернадскому, кислород, азот и углекис­лый газ атмосферы имеют биогенное происхождение; это значит, что современная воздушная оболочка создана организмами. Вся толща осадочных пород образовалась при прямом или косвенном участии организмов, им же принадлежит важнейшая роль в формировании газового и ионного составов природных вод. При определяющем участии биоты формируются почвы.

В современных ландшафтах биота служит наиболее активным компонентом. Она вовлекает в круговорот неорганическое вещество и создает биомассу, трансформирует солнечную энергию и накапли­вает ее в органическом веществе; через наземные растения «перека­чивается» в атмосферу основная масса воды, испаряющейся с суши; велика роль биоты и в морфологической дифференциации ландшаф­тов, о чем уже говорилось.

Вещество литосферы, напротив, отличается наибольшей косно­стью, и только благодаря постоянной циркуляции воды в ее толще, проникновению кислорода, углекислоты и особенно воздействию организмов это вещество вовлекается в круговорот, преобразуется и обогащается. Поэтому не вполне логично считать наиболее пассив­ный, или консервативный, твердый компонент ведущим фактором ландшафта.

Понятие «фактор» очень широко, но не всегда корректно приме­няется в ландшафтоведении. Часто оно отождествляется с каким- либо компонентом, но фактор и компонент — не одно и то же. Под фактором подразумевается некоторое активное, деятельное начало, определяющее характерные черты или отдельные свойства процесса, системы и т.п. Важно подчеркнуть, что в ландшафте не может быть одного «ведущего» фактора, ибо ландшафт подвергается воздейст­вию многих факторов, не исключающих друг друга и играющих различную роль в формировании его разнообразных качеств и свойств. Ведущего фактора «вообще» не бывает. Можно говорить о факторах дифференциации и интеграции ландшафтов, о факторах их развития, размещения и т.д. И в каждом случае факторы будут разными. Так, наиболее четкие границы ландшафта (см. ниже) определяются факторами, которые сами отличаются большой устой­чивостью, консервативностью и связаны со строением твердого фундамента ландшафта. Но в развитии ландшафта ведущим не может быть фактор, который по своей природе консервативен и изме­няется медленнее других. Факторы развития ландшафта могут быть внешними и внутренними, те и другие требуют достаточно серьезного изучения.")Напомним о многочисленных факторах дифференциации ландшафтов, которые были подробно рассмотрены в главе 2.

Строго говоря, определяющими факторами не могут быть компо­ненты ландшафта, если не считать того, что без них не было бы самого ландшафта и что ни один из компонентов нельзя заменить другим и в этом смысле все они равнозначны и имеют одинаково определяющее значение друг для друга. Между компонентами су­ществует настолько тесная взаимная зависимость, что каждый из них является продуктом внутреннего взаимодействия, а кроме того, воздействия внешних по отношению к ландшафту факторов. Поэто­му ни климат, ни твердый фундамент нельзя называть «ведущими» факторами дифференциации ландшафтов. Такими факторами следу­ет считать неравномерный приток солнечной радиации, вращение Земли, тектонические движения, циркуляцию атмосферы и др^Через климат и фундамент входные воздействия этих факторов передаются другим компонентам, но сам климат, как и твердый фундамент, является «продуктом» сложного взаимодействия внешних факторов и компонентов геосистемы (например, формирование климата во многом определяется подстилающей поверхностью, т.е. влиянием рельефа, горных пород, растительного покрова, водоемов; в извест­ном смысле все они являются климатообразующими факторами).

^Понятие о ландшафтообразующих факторах, по-видимому, пра­вильнее связывать с внутренними и внешними энергетическими воздействиями, потоками вещества и процессами (например, стоком, движением воздушных масс). Иногда наряду с вещественными компонентами различают энергетические компоненты ландшафта, в том числе энергию солнечного излучения, тектонических и вулкани­ческих процессов, силы тяжести. Но правильнее, вероятно, было бы говорить об энергетических факторах. Энергетическую природу име­ют, в частности, общеизвестные зональные и азональные факторы іандшафтной дифференциацир

Границы ландшафта

Еще на заре ландшафтоведения Л. С. Берг говорил, что лан­дшафты разделяются естественными границами. Этим он хотел подчеркнуть, что границы ландшафта объективны, они существу­ют в самой природе и не должны проводиться произвольно, или субъективно. На практике, однако, ландшафтоведы нередко сталки­вались с трудностями при выявлении пространственных рубежей. Оживленная дискуссия по этому вопросу возникла в начале 50-х годов, когда некоторые географы провозгласили идею линейности (резкости) всех ландшафтных границ. Большинство географов с этой точкой зрения не согласилось, ссылаясь на практический опыт, из которого известно, что в реальной действительности чаще прихо­дится иметь дело с более или менее размытыми переходами между различными ландшафтами (как и между его морфологическими подразделениями).

Линейные границы отвечали бы концепции дискретности геоси­стем, но, как мы знаем, в ландшафтной сфере дискретность диа­лектически сочетается с континуальностью, и проблема границ не может решаться простым проведением резких линий. Как правило, границы ландшафтов в пространстве представляют собой переход­ные полосы различной ширины.

Прежде всего следует подчеркнуть, что границы ландшафтов имеют разное происхождение и не могут быть объяснены действием какого-либо одного «ведущего» фактора. Поскольку ландшафтная дифференциация обусловлена зональными и азональными (в широ­ком смысле слова) факторами, эти же факторы в конечном счете обусловливают и пространственные границы ландшафтов. Зональ­ные, а также секторные различия находят свое первичное выражение в климате, а азональные — в твердом фундаменте ландшафта, по­этому указанные компоненты непосредственно «ответственны» за ландшафтные рубежи. Конкретными причинами смены ландшафтов в пространстве могут быть постепенные зональные или секторные изменения климата, более или менее резкое изменение высоты над уровнем моря или экспозиции склона, смена морфоструктур и свя­занных с ними коренных или четвертичных пород (рис. 29).

Указанные причины влекут за собой изменения во всех компо­нентах ландшафта, так что границы ландшафтов имеют комплекс­ный характер, они как бы складываются из многих частных границ. Но пространственные переходы у разных компонентов проявляются неодинаково. Известно, что климатические границы по своей приро­де расплывчаты, почвенные и геоботанические могут быть и относи­тельно четкими и расплывчатыми, геолого-геоморфологические чаще других бывают четкими.

Далее, следует принять во внимание, что пространственные рубе­жи изменчивы во времени, причем у разных компонентов степень этой изменчивости неодинакова и находится в прямой связи со степенью резкости или расплывчатости пространственных переходов.

Еще Ф. Энгельс писал, что «Hard and fast lines [абсолютно резкие разграничительные линии] несовместимы с теорией разви­тия» '. «Для «такой стадии развития естествознания, — говорит далее Энгельс, — где все различия сливаются в промежуточных ступенях, все противоположности переходят друг в друга через посредство промежуточных членов, уже недостаточно старого метафического метода мышления» ^I. Именно старый метафизический метод требо­вал «твердых и прочных» границ. Как говорит Энгельс, «для повсе­дневного обихода, для научной мелкой торговли метафические кате­гории сохраняют свое значение»^II. Географ в своем повседневном обиходе также вынужден прибегать к метафизическим категориям, когда он, например, изображает на карте границу между двумя ландшафтами в виде линии.

Граница между смежными ландшафтами должна найти свое выражение в изменении их морфологического строения, т.е. набора морфологических единиц. По существу граница ландшафта должна складываться из границ отдельных «пограничных» урочищ, которые мы должны отнести либо к одному, либо к другому ландшафту. Однако если мы даже допустим, что границы урочищ всегда линейны (что в действительности случается очень редко), то из этого не следует, что граница ландшафта тоже будет линейной. Многие урочища имеют переходный характер и могут быть с равным основа­нием отнесены к обоим ландшафтам (примером могут служить водораздельные болотные массивы в тайге).

Очень часто типичные для данного ландшафта урочища не исчезают на его границе внезапно, а постепенно изреживаются в переходной полосе. Так происходит, например, с урочищами скалистых сельговых гряд на южной границе Балтийского щита (Карельский перешеек), которые к югу постепенно становятся более редкими, одновременно уменьшаясь в размерах и понижаясь. Таким образом, основываясь на изменениях морфологического строения ландшафтов как важном признаке их пространственных смен, мы также получим не линейные границы, а переходные полосы.

Граница ландшафта, следовательно, имеет определенную ширину и может практически (условно) рассматриваться как линия лишь в том случае, когда выражается в виде линии в масштабе карты. Действительная ширина ландшафтных границ варьирует в широких пределах. Наиболее четкие границы связаны с азональными геолого­геоморфологическими факторами, в особенности в тех случаях, когда выходы различных по петрографическому составу толщ образуют в рельефе четкие уступы (например, Балтийский глинт, чинки Устюр­та) Достаточно отчетливые ландшафтные рубежи бывают связаны со сменой контрастных горных пород, если даже эта смена слабо выражена в рельефе. Менее определенны границы, связанные с по­степенной сменой четвертичных пород, площади распространения которых языками, фестонами и отдельными пятнами заходят одна в другую (см. рис. 29).

Поскольку азональные факторы характеризуются более частой изменчивостью в пространстве, чем зональные, большинство ланд­шафтных границ имеет азональное происхождение. Но многие гра­ницы обусловлены зональными факторами. На обширных и одно­образных по рельефу равнинах они создают наиболее расплывчатые ландшафтные переходы. В ряде случаев зональный рубеж наклады вается на азональный и в этом случае образуются достаточно четкие ландшафтные границы. Таковы, например, многие участки границ между подтаежными и лесостепными ландшафтами на Русской равнине (например, на стыке Приволжской возвышенности и левобе­режной низменности, к которому приурочено русло Волги).

Следует подчеркнуть, что даже, казалось бы, самые четкие ландшафтные границы имеют сложный характер в силу уже отме­ченного известного несовпадения рубежей отдельных компонентов. Так, ландшафты Онего-Валдайской гряды на западе отделяются довольно четкой орографической границей от прилегающих низмен­ностей. Но геологическая граница («карбоновый глинт») расположе­на восточнее, так как погребена под моренной толщей, а климатиче­ская граница, если ее проводить по осадкам, должна располагаться западнее орографической, ибо предвосхождение воздушных масс начинается еще на некотором расстоянии от орографического барь­ера. Последний принимается в качестве ландшафтного рубежа, поскольку фиксируется легче всего, а кроме того, имеет наиболее существенное значение для большинства компонентов

Ландшафт трехмерное тело, следовательно, у него должны быть внешние (вертикальные) границы в литосфере и тропосфере. Существует представление, согласно которому каждой таксономиче­ской единице геосистем соответствует определенный слой в геогра­фической оболочке, т.е. чем выше ранг геосистемы, тем больше ее вертикальная мощность. По В. Б. Сочаве, вертикальная мощность фации — 0,02 0,05 км, ландшафта — 1,5—2,0, ландшафтной про винции -3,0—5,0, а широтного пояса - 8—17 км. Но подобное, чисто теоретическое суждение эмпирически трудно доказать.

Пределы ландшафта в атмосфере следует искать, очевидно, там, где влияние данного ландшафта на атмосферные процессы исчезает и горизонтальные (латеральные) климатические различия между ландшафтами сглаживаются. К- Н. Дьяконов установил, что в усло­виях антициклональной погоды межфациальные различия в темпе­ратуре воздуха в тундре сглаживаются уже на высоте 2 м, а в бере­зовом криволесье 4—5 м; границы урочищ по тому же признаку проходят на высоте 7 -9 м. Но эти выводы построены лишь на одном климатологическом показателе, по разовым наблюдениям при одной синоптической ситуации, в условиях одного из сезонов года. Для ландшафтов пока нет даже подобных отрывочных данных.

В силу подвижности воздушной среды пределы влияния данной геосистемы, если бы мы и могли их установить в какой-то определен­ный момент, уже в следующий момент изменятся. Неопределенность верхних границ ландшафта усугубляется тем, что свойства воздуха над тем или иным ландшафтом обусловлены не только и не столько его непосредственным воздействием, сколько внешним влиянием. К этому следует добавить, что многие атмосферные явления (напри­мер, облачность, осадки) независимо от того, на какой высоте они происходят, характеризуют не только ландшафт, но и ландшафтные зоны, провинции и даже морфологические подразделения ландшаф­та. Поэтому теоретическое допущение о том, что с увеличением таксономического значения геосистемы возрастает ее верхний предел в атмосфере, едва ли имеет большой практический смысл, и поиски верхних границ ландшафта вряд ли следует считать актуальной задачей.

Между рангом геосистемы и ее нижними границами, по видимо­му, не всегда существует прямая связь. Высшие азональные регио­ны, такие, как физико-географические страны, связанные с крупны­ми геоструктурными подразделениями земной коры, уходят своими корнями в глубь литосферы. Но нижние пределы ландшафтных зон и подзон, существование которых определяется действием лучистой энергии Солнца, не могут опускаться так глубоко (по А. А. Григорь­еву, их граница должна лежать не глубже 15 20 м). Логически границы ландшафта не могут располагаться ниже границы зоны и подзоны. Они определяются мощностью контактного слоя эпигео­сферы (т.е. собственно ландшафтной сферы). Нижний уровень этого слоя определяется глубиной, до которой прослеживается непо­средственное взаимодействие компонентов ландшафта и наблюдают­ся процессы трансформации солнечной энергии, круговорот влаги, выветривание, активная геохимическая деятельность организмов, а также сезонная ритмичность процессов.

Внутригодовые колебания температуры сказываются до глубины 20 30 м. Пределы проникновения свободного кислорода в земную кору обычно совпадают с верхним уровнем грунтовых вод. Наиболь­шая мощность зоны окисления составляет около 60 м (в особо трещиноватых породах — до 300 м). Мощность коры выветривания измеряется величинами от нескольких до десятков метров (реже до 100 м и более). Основная масса живого вещества подземных частей растений, микроорганизмов, беспозвоночных сосредоточена в почве и отчасти коре выветривания, в пределах верхних дециметров.

Некоторые грызуны проникают на глубину 5—6 м, дождевые чер­ви — до 8 м. Корни растений могут проникать в материнскую породу на несколько десятков метров в глубину.

Таким образом, нижние пределы проявления важнейших процес сов функционирования ландшафта сравнительно близки, хотя и не совпадают между собой. Трудно отдать предпочтение одному из многих показателей, однако порядок величины, характеризующей нижние границы ландшафтов, можно определить десятками метров, относя к ландшафтам зону гипергенеза. Практически нет оснований искать особые критерии для установления нижних рубежей фаций и урочищ — по существу они также, если не в большей мере, укла­дываются в указанные пределы. Однако границы ландшафта в ли­тосфере не могут быть резкими. Горные породы, не измененные процессами выветривания и почвообразования, служат фундаментом ландшафта и постепенно вовлекаются в круговорот веществ. Изучая происхождение ландшафта, его структуру и функционирование, мы не можем абстрагироваться от его фундамента. Поэтому верхнюю толщу пород, подстилающую активный контактный слой литосферы, можно рассматривать как переходный горизонт или как внешний ярус ландшафта, в пределах которого его нижние пределы посте­пенно сходят на нет.

По существу аналогичным образом решается вопрос о верхней границе ландшафта. К ландшафтам бесспорно относится приземный слой тропосферы до 30 -50 м, а иногда и более над земной поверх­ностью, пронизанный надземными частями растительного покрова, включая слой в 10 м и более над его поверхностью, где сказывается влияние растительности на движение воздуха, осуществляется пе­ренос пыльцы и диаспор, а многие насекомые проводят большую часть жизни. Влияние ландшафта можно различать до каких-то высот даже в свободной атмосфере, но здесь границы ландшафта становятся крайне расплывчатыми, и можно лишь условно говорить о переходном, или внешнем, верхнем ярусе ландшафта

Морфология ландшафта

Фация как элементарная геосистема. Раздел ландшафтоведения, имеющий дело с изучением закономерностей внутреннего территори­ального расчленения ландшафта и локальных геосистем, представ­ляющих его морфологические составные части, называется морфоло­гией ландшафта. В задачи этого раздела входит установление морфологических подразделений ландшафта, их таксономических уровней и иерархических отношений, характеристика и классифика­ция единиц (по каждому уровню в отдельности), исследование пространственных соотношений и вещественно-энергетических свя­зей (сопряженности) между локальными геосистемами.

Морфологическое строение ландшафта многочленно, однако чис­ло ступеней может быть различным и соответственно ландшафты разнообразны по степени сложности внутреннего территориального устройства. Универсальное значение имеют две основные ступени, установленные еще в 30-х годах Л. Г. Раменским — фация и урочи­ще. Во многих ландшафтах выделяются промежуточные единицы, называемые подурочищами, местностями, а иногда бывает необходи­мо устанавливать дополнительные подразделения.

Фация, как следует из обзора локальной физико-географической дифференциации (глава 2), — предельная категория геосистемной иерархии, характеризуемая однородными условиями местоположе­ния и местообитания и одним биоценозом. Фации давно выделялись и картировались в процессе ландшафтной съемки, но под разными названиями, так что у этого термина есть немало синонимов: эпи­морфа (Р. И. Аболин), элементарный ландшафт (Б. Б. Полынов, И М. Крашенинников), микроландшафт (И. В. Ларин), биогеоценоз (В. Н. Сукачев) и некоторые другие. Большинство синонимов уста­рели и ныне не употребляются, однако в геохимии ландшафтов традиционно принято именовать фацию элементарным ландшафтом. Что касается биогеоценоза, то этот термин принят в биогеоценологии и по существу 'трактуется там как экосистема, пространственно совпадающая с фацией. В. Б. Сочава предложил понимать под био­геоценозом конкретный выдел фации, т.е. наименьший геосистем­ный индивид; фация же, по его представлению, это низовое классификационное объединение биогеоценозов, т.е типологическое понятие (вид биогеоценозов).

Фация служит первичной функциональной ячейкой ландшафта, подобно клетке в живом организме. С фаций следует начинать изучение круговоротов и трансформации энергии и вещества в геоси­стемах, включая биогеохимическую «работу» организмов. По су­ществу на фациальном уровне ведется исследование вертикальных связей в ландшафте, а также многих аспектов его динамики. Пер­вичная географическая информация, получаемая на площадках или «точках» полевого наблюдения и описания, относится именно к фа­циям. Особенно большое значение фации приобретают как основные объекты стационарных ландшафтных исследований.

Развитие стационарных исследований и накопление информции о структуре, функционировании и динамике фаций дало основание В. Б. Сочаве выделить в рамках ландшафтоведения геотопологию (термин Э. Неефа) как особое рабочее направление, основывающее­ся на стационарных исследованиях, в задачу которого входит изуче­ние структуры, функций и динамики наиболее дробных подразделе­ний природной среды, т.е. фаций. Однако, как мы уже знаем, фа­ция — система разомкнутая, это наиболее открытая геосистема и, как отмечает В. Б. Сочава, она может функционировать только во взаимодействии со смежными фациями различных типов. Поэтому выделение вопросов, относящихся к геосистемам этого низового уровня, в самостоятельный раздел ландшафтоведения имеет услов­ный характер. Первичными объектами ландшафтного исследования должны служить не столько фации как таковые, сколько их сопря­женные системы, присущие ландшафту как целому. В частности, только при таком подходе возможно изучать горизонтальные (лате­ральные) потоки вещества и энергии и территориальные связи в геосистемах.

Отличительные особенности фации как элементарной геосисте­мы — динамичность, относительная неустойчивость и недолговеч­ность. Эти свойства вытекают из незамкнутое™ фации, ее зависимо­сти от потоков вещества и энергии, поступающих из смежных фаций и уходящих в другие фации. Кроме того, подвижность фации как во времени, так и в пространстве связана с важной ролью наиболее активного компонента биоты — в ее функционировании. В рамках фации воздействие биоты на абиотическую среду проявляется значи­тельно ощутимее, чем в масштабах целого ландшафта. Конкурент­ные взаимоотношения сообществ (например, лесных и болотных), их сукцессионные и возрастные смены приводят к трансформации мик­роклимата, но не влияют сколько-нибудь ощутимо на климат ланд­шафта. В сущности, аналогичные соотношения наблюдаются и в других процессах. Локальный эффект роста оврагов, аккумуляции наносов, солифлюкции, мерзлотных просадок и т.п. очень велик и проявляется в трансформации фаций, причем это происходит буквально на наших глазах. Однако подобные локальные трансфор­мации не изменяют характера ландшафта. Точнее — они могут в конце концов привести к трансформации ландшафта путем посте­пенного количественного накопления новых элементов его морфоло­гической структуры, но для этого потребуется время, измеряемое иными масштабами. Ландшафт и фация несоизмеримы по их долго­вечности.

Подвижность и относительная недолговечность фации означают, что связи между ее компонентами подвержены постоянным наруше­ниям. Отсюда следуют существенные дополнения к определению фации. Говоря о том, что все компоненты фации представлены в ней своими наименьшими и однородными территориальными выделами, надо иметь в виду, что их полное совмещение в границах фации не абсолютно, а относительно или, говоря словами А. А. Крауклиса, прослеживается лишь как более или менее выраженная тенденция. Динамичность фации заставляет по-иному отнестись к традиционно­му представлению о ее однородности.

Биогеоценологи обратили внимание на внутреннюю неоднород­ность (мозаичность) биогеоценоза, связывая ее главным образом с функционированием биоты — изменениями сомкнутости древостоя в ходе роста и отмирания деревьев, а отсюда — неравномерной освещенностью под пологом; ветровалом и гниющими стволами, куртинным распространением подлеска, мозаичностью мохово-ли­шайникового покрова и т.п., вплоть до наличия трупов крупных животных. Отдельные участки внутренней мозаики биогеоценоза именуются парцеллами. По-видимому, далеко не все парцеллы име­ют отношение к вопросам, интересующим ландшафтоведов. Однако сама по себе внутрифациальная неоднородность заслуживает вни мания. Исследования ландшафтоведов показали, что она может иметь не только биотическое происхождение. Так, в тундре ярко выражена мозаичность геосистем, обусловленная мерзлотными про­цессами — образованием морозобойных трещин, солифлюкцией, пу­чением грунтов и т.п.

Элементы внутрифациальной мозаики (фациальные микроком­плексы, по В. А. Фришу) — неустойчивые, кратковременные образо­вания, они являются носителями динамических тенденций фации, представляя «уровень формирования ландшафтных объектов - уро­вень, на котором впервые межкомпонентные взаимодействия при обретают характер ландшафтных (биогеоценотических) струк­тур» '. Фациальные микрокомплексы — это своего рода зачатки, или зародыши, геосистем (конкретнее — фаций). Небольшие пятна сфаг­новых мхов под пологом леса могут дать начало самостоятельным фациям и урочищам, первоначальная эрозионная промоина — целой овражной системе В. А. Фриш справедливо заметил, что изучение ьнутрифациальных микровыделов имеет прогнозное значение.

Не всегда легко решить, имеем ли мы дело с элементами внутри­фациальной мозаичности или самостоятельными фациями (вспом­ним слова Ф. Энгельса о несовместимости абсолютно резких разгра­ничительных линий с теорией развития). Можно согласиться с 3. В. Дашкевич: если неоднородность выражается в одном компо ненте (например, мозаичность мохово-лишайникового покрова), то она считается внутрифациальной, если же неоднородность затраги­вает уже ряд компонентов, т.е. сказывается в растительности, почве, режиме увлажнения, — следует выделять самостоятельные фации (например, тундровые пятна и бугры) ^I. К этому следует добавить критерий необратимости: если мозаичность служит проявлением обратимых колебательных (ритмических) изменений в каком-либо компоненте — обычно в биоте (например, ритмическая возрастная смена древостоя), то ее надо рассматривать как явление, выходящее за рамки ландшафтно-географического анализа. В том же случае, когда внутрифациальная дифференциация представляет направлен­ный процесс, ведущий к трансформации фаций и морфологического строения ландшафта в целом (расширение болотных фаций за счет лесных или наоборот, развитие эрозионных форм, расширение тун­дровых пятен и т.п.), новообразования следует рассматривать как самостоятельные фации, находящиеся на той или иной стадии формирования.

Огромное разнообразие фаций определяет актуальность их систе­матизации. Существуют разные подходы к этой сложной проблеме.

В. Б. Сочава считал, что классификация фаций должна быть подчи­нена ландшафтам: первичные классификационные объединения фа­ций можно выделять только в пределах одного ландшафта, и лишь высшие классификационные категории — группы фаций, классы фа­ций и др. (классификационные объединения фаций разных порядков В. Б. Сочава называет геомерами) возможно установить в рамках более крупных физико-географических регионов. Ареал самой высо­кой классификационной единицы фаций — геома подчинен физико­географической стране.

Для систематизации фаций в пределах одного ландшафта

В. Б. Сочава и А. А. Крауклис разработали принцип факторально- динамических фациальных рядов. Идея факторально-динамических рядов исходит из представления о наличии в каждом ландшафте некоторой фоновой «нормы», т.е. фации, типичной для данных зональных, секторных, высотных и других особенностей ландшафта. Такой нормой, или как бы эталоном, служит коренная плакорная фация, расположенная на хорошо дренированном местоположении с суглинистыми грунтами. Остальные фации рассматриваются как отклонения от нормы, обусловленные теми или иными факторами, и группируются в ряды по каждому фактору. Так, фации, формирую­щиеся в условиях преимущественного воздействия субстрата, обра­зуют сублитоморфный ряд, при усиливающемся влиянии увлажне­ния — субгидроморфный ряд, при воздействии многолетней мерзло­ты — субкриоморфный ряд и т.д.

Поскольку степень отклонения от эталонной, или коренной, фа­ции может быть различной, в каждом ряду различаются фации мнимокоренные, с относительно слабыми отклонениями от «нормы», и серийные, формирующиеся при гипертрофированном воздействии одного из факторов, обычно неустойчивые и подверженные частой перестройке. Так, в Причунском ландшафте приангарской южной тайги коренная фация представлена пихтовым осочково-мелкотрав- ным лесом со средне- и сильноподзолистыми суглинистыми почвами на присклоновых участках водораздельных равнин. В субгидроморф- ном ряду — от плакоров к водотокам — эта фация сменяется «полу- коренной» — пихтачами аконитово-разнотравными на дерново-под­золистых суглинистых почвах водосборных понижений и далее — через две промежуточные ступени — серийной фацией черемухово­смородиновых зарослей по временным водотокам. В сублитоморф- ном ряду фации изменяются по мере сокращения мощности почвы от суглинистого плакора до каменистых останцов и скал '.

Построение факторально-динамических рядов очень полезно для познания внутриландшафтных закономерностей, но, строго говоря, не относится к классификации. Различные ряды могут перекрывать­ся, так как свойства фаций определяются не одним фактором. Одна и та же фация может принадлежать разным рядам, занимая одно-

^ См.: Крауклис А. А. Проблемы экспериментального ландшафтоведения. Ново­сибирск, 1979. С. 76—77, 103—104.

временно то или иное положение, например, в рядах усиления гидро- морфности и литоморфности. Субкриоморфный ряд почти всегда перекрывается другими рядами. В каждом ландшафте могут ока­заться свои специфические факторальные ряды, что затрудняет их сравнение.

При классификации фаций необходимо, очевидно, исходить из таких критериев, которые имеют определяющее значение в формиро­вании фаций и универсальный характер, т.е. применимы если не ко всем, то к подавляющему большинству ландшафтов, притом это должны быть*некоторые устойчивые признаки фации. Этим условиям отвечает местоположение как элемент орографического профиля. Как известно, важнейшие различия между фациями обусловлены их положением в ряду сопряженных местоположений. Фации законо­мерно сменяют друг друга по профилю рельефа на общем зонально­азональном фоне данного ландшафта (рис. 30). Поэтому важно

установить основные типы местоположений, которым в условиях каждого конкретного ландшафта должны соответствовать опреде­ленные типы фаций.

Еще в 1906 г. Г. Н Высоцкий предложил различать четыре типичных местоположения схематического орографического профиля

(в равнинных условиях) (рис. 31): 1) водоразделы и склоны с отда­ленным уровнем грунтовых вод (плакоры), 2) ложбина на водораз­дельной поверхности («нагорная ложбина»), 3) нижние части скло­нов с близким уровнем грунтовых вод и 4) понижения с выходами грунтовых вод.

В 1938 г. Л. Г. Раменский разработал более подробную класси­фикацию. Он различал прежде всего два главных типа местоположе­ний — материковые, лежащие вне пойм и не затопляемые полыми водами, и пойменные. Первые подразделяются, в свою очередь, на верховые (с пятью подразделениями) и низинные (с четырьмя подразделениями). В основу выделения дробных подразделений положены источники водного питания (атмосферное, натечное, грун­товое) и условия стока, а также возможность смыва почвы в связи с положением в профиле рельефа.

Рис. 31. Схема типичных местопо ложений по Г. Н. Высоцкому. Объяснения цифр см. я тексте

Элювиальные фации располагаются на приподнятых водораз­дельных местоположениях, т.е. на плакорах, где грунтовые воды лежат настолько глубоко, что не оказывают влияния на почвообра­зование и растительный покров. Вещество попадает сюда только из атмосферы (с осадками, пылью), расход же его осуществляется путем стока и выноса вглубь нисходящими токами влаги. Следова­тельно, расход вещества должен превышать его приход. При таких условиях происходит, выщелачивание верхних горизонтов почвы и образование на некоторой глубине иллювиального горизонта.

Впоследствии Б. Б. Полынов, развивая идеи геохимии ландшаф­та, подошел к классификации элементарных ландшафтов (т.е. фа­ций) исходя из оценки условий миграции химических элементов. В основе его классификации также лежит идея сопряженности фаций в закономерном ряду местоположений, причем в качестве главного фактора, как и у Л. Г. Раменского, выступает водное питание и сток. Б. Б. Полынов различал три большие группы эле­ментарных ландшафтов — элювиальные, супераквальные и субак- вальные (рис. 32).

В связи с непрерывным смывом почвенных частиц почвообразова­тельный процесс постепенно все глубже проникает в подстилающую породу, захватывая все новые ее части. В течение длительного времени, измеряемого геологическими масштабами, здесь образуется мощная кора выветривания, в которой накапливаются остаточные химические элементы, наименее поддающиеся выносу. Раститель­ность в условиях элювиальных фаций должна вести борьбу с непре­рывным выносом минеральных элементов. Борьба двух противопо­ложных процессов — захвата элементов растительностью и выноса их из почвы нисходящими растворами — составляет характерную особенность элювиальных фаций, и «способностью растительности захватывать минеральные элементы объясняется тот факт, что даже среди водораздельных почв исключительно влажных стран отсут­ствуют абсолютно выщелоченные по отношению к какому-либо элементу» '.

Супераквальные (надводные) фации формируются в местополо­жениях с близким залеганием грунтовых вод, которые поднимаются к поверхности в результате испарения и выносят различные раство­ренные соединения. По этой причине верхние горизонты почвы обогащаются химическими элементами, обладающими наибольшей миграционной способностью (наиболее яркий пример — солончаки). Кроме того, вещество может поступать сюда за счет стока с вышеле­жащих элювиальных местоположений.

Субаквальные (подводные) фации образуются на дне водоемов. Материал доставляется сюда главным образом стоком. Аналог почвы — донный ил нарастает снизу вверх и может быть не связан с подстилающей породой. В илах накапливаются элементы, наиболее подвижные в данных условиях. Организмы представлены особыми жизненными формами. Подводные местоположения резко отличают­ся от наземных по условиям минерализации органических остатков, и вместо гумуса здесь образуются сапропели.

Между тремя основными типами существуют различные перехо­ды, с учетом которых М. А. Глазовская предложила более подроб­ную схему ландшафтно-геохимической классификации фаций. Схема Б. Б. Полынова — М. А. Глазовской без особых трудностей сопостав­ляется с классификацией местоположений Л. Г. Раменского. Значе­ние и универсальный характер той и другой подтверждается конкрет­ным опытом полевого изучения и систематизации фаций, в частности исследованиями К- Г. Рамана в Латвийской ССР. Обобщая разра­ботки названных авторов, можно наметить следующие основные типы местоположений, которым в конкретных ландшафтных услови­ях отвечают соответствующие типы фаций (рис. 33).

Группа верховых (по Л. Г. Раменскому), или элювиальных (по

Рис. 33. Схема основных типов местополо жений-

Объяс^ения букв см. в тексте

Б. Б. Полынову), местоположений ^I Л. Г. Раменский относит к этой группе местоположения, питаемые мало минерализованными водами атмосферных осадков, а также натечными («делювиальными») вода­ми поверхностного стока; грунтовые воды лежат здесь глубоко (как правило, глубже 3 м) и практически недоступны растениям. В преде­лах этой группы выделяются следующие типы:

а) плакорные, или собственно элювиальные, к которым в наи­большей мере относится характеристика Б. Б. Полынова, приведен­ная выше; это водораздельные поверхности со слабыми уклонами (1 -2°), отсутствием сколько-нибудь существенного смыва почвы и преобладанием атмосферного увлажнения;

б) трансэлювиальные (по М. А. Глазовской) верхних, относи­тельно крутых (не менее 2—3°) склонов, питаемые в основном атмосферными осадками, с интенсивным стоком и плоскостным смывом и значительными микроклиматическими различиями в зави­симости от экспозиции склонов;

в) аккумулятивно-элювиальные (по М. А. Глазовской), или вер­ховые западины (по Л. Г. Раменскому), — бессточные или полубес- сточные водораздельные понижения (впадины) с затрудненным сто­ком, дополнительным водным питанием за счет натечных вод, частым образованием верховодки, но грунтовые воды остаются еще на значительной глубине;

г) проточные водосборные понижения и лощины — аналогичные предыдущим, но со свободным стоком;

д) элювиально-аккумулятивные, или трансаккумулятивные (по М. А. Глазовской), делювиальные (по К. Г. Раману) — нижних час­тей склонов и подножий, с обильным увлажнением за счет стекаю­щих сверху натечных вод, нередко с отложением делювия.

Группа низинных (по Л. Г. Раменскому), или супераквальных (по Б. Б. Полынову), местоположений характеризуется близостью грунтовых вод, доступных растениям (не глубже 2—3 м). Сюда входят следующие основные типы:

е) ключевые (фонтинальные по К- Г. Раману), или транссупер- аквальные (по М. А. Глазовской), в местах выхода грунтовых вод,

а тзкже притока натечных вод, с проточным увлажнением, обычно с дополнительным минеральным питанием (за счет элементов, содер­жащихся в грунтовых водах);

ж) собственно супераквальные — слабосточные понижения с близким уровнем грунтовых вод, обусловливающим заболачивание или засоление.

Группа пойменных местоположений (з), промежуточная между супераквальными и субаквальными Б. Б. Полынова, отличается ре­гулярным и обычно проточным затоплением во время половодья или паводков и, следовательно, переменным водным режимом. Поймен­ные фации отличаются исключительной динамичностью и большим разнообразием в зависимости от микрорельефа, продолжительности поёмности и т.д.

Изложенная схема может служить в качестве некоторого общего ориентира и должна конкретизироваться в зависимости от характера ландшафтов, с учетом высотной амплитуды между крайними члена­ми ряда, разнообразия экспозиций и форм склонов, состава почво­образующих пород и других местных особенностей.

Урочища и другие морфологические единицы ландшафта. Урочи­щем называется’сопряженная система фаций, объединяемых общей направленностью физико-географических процессов и приуроченных к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате. Наиболее отчетливо они выражены в условиях расчлененного рельефа с чере­дованием выпуклых («положительных») и вогнутых («отрицатель­ных») форм мезорельефа — холмов и котловин, гряд и ложбин, межовражных плакоров и оврагов и т.п.' Хотя процессы стока, местной циркуляции атмосферы, миграции- химических элементов соединяют фации положительных и отрицательных форм рельефа в единый сопряженный ряд, нетрудно заметить, что верхние и ни­жние части этого ряда принципиально различаются по проявлениям этих процессов. Склоны холмов интенсивно дренируются, вещество отсюда выносится, холодный воздух стекает вниз, господствуют фации элювиальных типов. Во впадинах, ложбинах наблюдается переувлажнение, аккумуляция вещества, застаивание холодного воз­духа, преобладают гидроморфные (супераквальные) фации.

На обширных плоских междуречьях, где нет контрастных форм мезорельефа, формирование урочищ определяется различиями мате­ринских пород (их составом, мощностью, а при малой мощности — и характером подстилающей толщи) и удаленностью от линий естественного дренажа: Последний фактор играет особенно большую роль в зоне избыточного увлажнения. По мере удаления от речных долин на междуречьях повышается уровень грунтовых вод, сток затрудняется, усиливается застой влаги, что неизбежно сказывается на почвенно-растительном покрове. В результате происходит смена урочищ (и фаций) по мере удаления от приречных склснов к цен­тральным частям междуречий. Подобный случай уже был ранее рассмотрен на примере некоторых таежных ландшафтов Северо- Запада Русской равнины (см. рис. 26).

В переходных условиях, когда разные растительные сообщества оказываются в одинаковой экологической обстановке, решающую роль в дифференциации урочищ могут сыграть конкурентные взаи­моотношения между сообществами. Еще Г. Н. Высоцкий заметил, что конкурирующие сообщества, поселившись рядом и удерживая свою территорию, все более изменяют местный климат, водный режим и почву. В результате урочища разных типов (например, массивы водораздельных лесов и участки луговых степей в лесостеп­ной зоне) чередуются без какой-либо видимой закономерности.

Урочище — важная промежуточная ступень в геосистемной иерархии между фацией и ландшафтом^ Оно обычно служит основ­ным объектом полевой ландшафтной съемки (картирование фаций требует очень крупных масштабов и, как правило, ведется только на ключевых участках), а также ландшафтного дешифрирования аэро­фотоснимков. При выделении ландшафтов «снизу», т.е. на основе их морфологического строения, географы опираются в основном на изучение урочищ и их характерных пространственных сочетаний. В прикладных ландшафтных исследованиях роль самой дробной территориальной единицы при учете и оценке земель и разработке рекомендаций по их рациональному использованию, как правило, играет урочище. Фация для этих целей оказывается слишком дроб­ным объектом С фациальной дифференциацией трудно считаться, например, при сельскохозяйственном освоении земель, когда важно создать достаточно крупные массивы угодий, и урочище в данном случае является наиболее оптимальной единицей.

По своему значению в морфологии ландшафта урочища могут быть фоновыми, или доминантными, субдоминантными и подчи­ненными (второстепенными). Деление это имеет смысл только в при­менении к конкретному ландшафту, так как роль одних и тех же (точнее — однотипных) урочищ в разных ландшафтах может ока­заться неодинаковой: доминантные урочища одного ландшафта мо­гут перейти на положение подчиненных в другом.!Во многих ланд­шафтах ярко выражен доминантный тип урочищ, преобладающий по площади и создающий как бы общий фон ландшафта (рис. 34). Но часто для морфологии ландшафта характерно сочетание двух сопряженных типов урочищ, например грядовых и ложбинных, которые рассматриваются как содоминантные (рис. 35). Однако если оценивать значение урочищ не с формальных позиций (т е. исходя лишь из соотношения их площадей), а с функциональной точки зрения, то в случае примерно одинакового площадного соотношения урочищ на положительных и отрицательных мезоформах рельефа правильнее первые считать доминантными, а вторые подчиненными, поскольку первые относительно автономны и в меньшей степени зависят от вторых, чем вторые от первых.

Урочища достаточно разнообразны по своему внутреннему (фа- циальному) строению, и поэтому возникла необходимость различать несколько категорий урочищ по степени их сложности. Наряду

с типичными, или простыми урочищами, которые отвечают приве­денному выше определению и связаны с четко обособленной формой мезорельефа или участком водораздельной равнины на однородном субстрате с однородными условиями дренажа, выделяются подуро- чища и сложные урочища («надурочища», по выражению Д. Л. Ар­манда) . Подурочище - промежуточная единица, группа фаций, вы­деляемая в пределах одного урочища на склонах разных экспозиций, если экспозиционные контрасты создают разные варианты фациаль- ного ряда. Например, типичный для сельговых гряд Северо-Западно­го Приладожья ряд фаций (см. рис. 30) с преобладанием сосняков разных типов представлен на северо-восточных склонах несколько иным вариантом, в котором участвуют фации с еловыми лесами. Подурочища могут быть выделены на склонах гряд и холмов с раз­личной крутизной, на склонах долин или оврагов с неодинаковой освещенностью и т.п.

Сложные урочища формируются при следующих условиях:

1. крупная мезоформа рельефа с наложенными или врезанными мезоформами второго порядка (балка с донным оврагом, гряда с лощинами или оврагами, заболоченная котловина с озером);

2. одна форма мезорельефа, но разнородная литологически (Н. А. Солнцев с сотрудниками описали балку, вмещающую три самостоятельных урочища: а) верховье — полузадернованный сухой овраг в покровных суглинках, подстилаемых мореной, б) средняя часть — сырая балка с оползневыми склонами, вскрывающая юр­ские глины, в) низовье - сухая балка, вскрывающая каменноуголь­ные известняки и имеющая структурно-ступенчатые склоны);

3. доминантное водораздельное урочище с мелкими фрагментами второстепенных урочищ или отдельными «чуждыми» фациями — болотными, западинными, карстовыми, зоогенными (сурчинами) и т.п.

4. «двойные», «тройные» и т.п. урочища (например, система слившихся выпуклых верховых болотных массивов, каждый из кото­рых представляет самостоятельное урочище)

Классификация урочищ разрабатывается на конкретном регио­нальном материале в процессе составления крупно- и среднемас­штабных ландшафтных к; т^Хотя еще рано говорить о всеобъемлю­щей классификации, ибо для этого необходимо было бы покрыть детальной ландшафтной съемкой территорию всей страны, общие принципы такой классификации намечаются достаточно определен­но. Как правило, за исходное начало принимается систематика форм мезорельефа с учетом их генезиса, морфографического типа и поло­жения в системе местного стока. Таким образом, рельеф учитывается в тесной связи с естественным дренажем и увлажнением. Так, приме­нительно к среднемасштабному ландшафтному картографированию Северо-Запада Русской равнины выделены следующие основные типы урочищ:

1. Холмистые и грядовые (сельговые, холмисто-моренные, камо- вые, озовые, дюнные), с большими уклонами, интенсивным дрена­жем, неустойчивым увлажнением (частый недостаток влаги).

2. Междуречные возвышенные с небольшими уклонами (2—5%), хорошо дренируемые, с нормальным атмосферным увлажнением (в середине лета возможен недостаток влаги).

3. Междуречные низменные с небольшими уклонами (2—5%), умеренным дренажем, нормальным атмосферным увлажнением (в начале вегетационного периода кратковременная верховодка, в середине лета возможен недостаток влаги).

4. Междуречные низменные с малыми уклонами (1 -2%), недо-

Рис. 35. Фрагмент карты ландшафта с грядово-ложбинной морфологией.

Урочища гранитных сельговых гряд: Іа — скальные фации, Іб - склоновые фации с неравно­мерным чехлом делювия и сосиовыми лесами разных типов, 1ѳ фации заболоченных лесов. Урочища межсельговых ложбин: 2а—широкие слабодренированные с ельниками-зелено- мошниками, 26 узкие с обильным проточным увлажнением и ельниками травяными, 2в заболоченные с сосново березовыми лесами, 2г - - безлесные травяные болота с реликтовыми озерками Урочища межсельговых ложбин (окультуренные модификации): За с суходоль­ными лугами, 36 с лугами, заросшими таволгой. Зв с лугами, зарастающими кустарника­ми и деревьями- Озера с фациями зон зарастания; 4а сплавина, 46 — мелководные фации с сомкнутыми зарослями тростника, хвоша и осоки, 4в более глубоководные фации с кув­шинкой, кубышкой и рдестом, 4г — открытая водная поверхность статочным дренажем, кратковременно избыточным атмосферным или грунтовым увлажнением (в первой половине вегетационного периода).

5. Междуречные низменные с незначительными уклонами (менее 1%), слабым дренажем, длительным избыточным (кроме середины лета) атмосферным или грунтовым увлажнением.

6. Ложбины и котловины (межсельговые, межморенные, межка- мовые, озерные) с незначительными уклонами (менее 1%), очень слабым дренажем, длительным (в течение большей части вегетаци­онного периода) избыточным увлажнением — атмосферным, натеч­ным, грунтовым.

7. Заторфованные депрессии и плоские болотные водоразделы с крайне слабым дренажем, постоянно избыточным застойным ув­лажнением - атмосферным, грунтовым и смешанным.

8. Долины рек с урочищами разных типов (глубоко врезанные каньонообразные долины с крутыми склонами, увлажняемыми на­течными и ключевыми водами; поймы с периодическим слабо проточ­ным переувлажнением; долины мелких речек и ручьев с длительным застоем паводковых, натечных и грунтовых вод).

На следующей ступени в классификацию вводится еще один важный признак — почвообразующая порода. В условиях Северо- Запада основные породы: известняки и доломиты и продукты их разрушения; карбонатная и бескарбонатная морена, преимуществен­но суглинистая, местами опесчаненная или прикрытая маломощным слоем песков или супесей; озерно-ледниковые ленточные глины и суглинки; озерно-ледниковые и древнеозерные пески и супеси; флювиогляциальные гравелистые пески; а также торф. На крайнем северо-западе Ленинградской области, в полосе, относящейся уже к Балтийскому кристаллическому щиту, на поверхность выходят плотные архейские кристаллические породы (граниты, мигматиты и др.), протерозойские граниты-рапакиви.

Сочетание основных факторов формирования урочищ — форм рельефа, состава почвообразующих пород и режима увлажне­ния ^I — определяет распределение почв и растительных сообществ. Почвы и растительный покров, не являясь определяющими критери­ями при классификации урочищ, служат важными индикационными признаками. Следует, однако, иметь в виду, что в разных ландшафт­ных зонах, подзонах и областях на одних и тех же формах рельефа и одинаковых материнских породах формируются неодинаковые местные климаты, условия увлажнения, почвы и биоценозы, а следо­вательно, неодинаковые урочища. Например, дренированные морен­ные междуречья в южной тайге характеризуются преобладанием еловых зеленомошных (кисличных, дубравнотравяных) лесов и ти­пичных подзолистых почв а в подтайте сложными (кустарниковы­ми) ельниками или широколиственно-еловыми лесами на дерново­подзолистых почвах. Между более отдаленными зонами разница окажется еще более существенной. Поэтому классификацию урочищ, как и фаций, необходимо проводить на зонально-секторном фоне, т.е. привязывая ее к определенным группам ландшафтов или лан­дшафтным провинциям. Таким образом, путь к всеобщей классификации урочищ лежит через разработку региональных клас­сификационных^I схем. Некоторой иллюстрацией может служить ле­генда к фрагменту ландшафтной карты северо западной тайги (см. рис. 26).

Наиболее детальная классификация урочищ разработана

А. А. Видиной для одного из районов западного склона Среднерус­ской возвышенности: пять основных групп по формам рельефа подразделяются на 48 вариантов; второй классификационный при­знак— поверхностные отложения (50 вариантов) и третий — по­чвенно-грунтовое увлажнение (18 градаций) >.

Самой крупной, морфологической частью ландшафта считается местность, представляющая собой особый вариант характерного для данного ландшафта сочетания урочищ. Причины обособления мес­тностей и их внутреннее строение очень разнообразны. Укажем некоторые наиболее типичные случаи:

1. В пределах одного ландшафта наблюдается некоторое варь­ирование геологического фундамента: неодинаковая мощность по­верхностных отложений или во впадинах древних дочетвертичных пород залегают отдельными пятнами более молодые отложения и т.п. Пример формирования местностей при таких условиях приводит Н. А. Солнцев (рис. 36) ².

2. При одном и том же генетическом типе рельефа встречаются участки с изменяющимися морфографическими и морфометрически­ми характеристиками мезоформ. Пример, приведенный Н. А. Солнце­вым: в холмисто-моренных ландшафтах наряду с участками, где закономерно чередуются урочища крупных моренных холмов и об­ширных котловин, есть участки, где чередуются мелкие холмы и мелкие же котловины.

3. При одинаковом наборе урочищ (например, зандровых боро­вых и верховых болотных) в границах одного и того же ландшафта изменяются их количественные (площадные) соотношения.

4. Мезорельеф представлен формами разного порядка: в преде­лах крупных форм развиты формы второго порядка. К. И. Геренчук описал ландшафт Грядового Побужья (в верхней части бассейна Западного Буга), у которого самые крупные черты морфологии создают местности двух типов--грядовые и межгрядовые. Гряды

V 1

5 Hgr

6

N L I-⁵

>EZE3^S

Рис. 36. Схема, поясняющая условия обособления местности как морфологиче­ской части ландшафта (no Н. А. Солнцеву)'

А — геологический рая ре я: I известняки карбона, 2 — юрские глииы, 3 подморен­ные флювиогляциальные пески. 4 морена. Б план участка речной долины с прилега­ющими к ней местностями / местность с урочищами мокрых оврагов, осложненных оползнями на юрских глинах, II — местность с урочищами сухих оврагов, прорезающих трещиноватые известняки, 5 оползни, 6 мокрые овраги с оползнями, 7 сухие овраги, 8 береговой уступ, 9 границы местностей

простираются примерно на 25 км при ширине 1—5 км и относитель­ной высоте 25—35 м. Они характеризуются следующим сочетанием урочищ: а) плакорных на плоских вершинах гряд, с оподзоленными черноземами; б) ложбинных на поверхности гряд со смытыми почва­ми на склонах и черноземно-луговыми оглеенными в днищах; в) кру­тых склонов с темно-серыми и серыми (большей частью смытыми) почвами и г) балочных и овражных. Межгрядовые местности - плоские заболоченные долины шириной 0,5- 2,0 км с урочищами: а) краевых полос с перегнойно-карбонатными почвами на меловых мергелях; б) участков с временно избыточным увлажнением и мощ ными дерновыми луговыми оглеенными почвами; 3) заболоченных участков долин с торфяно-глеевыми почвами и осоково-разнотрав ным покровом; 4) торфяников.

В возвышенных ландшафтах с развитым долинным расчленением в качестве отдельных местностей можно рассматривать междуречья надпойменные террасы, поймы с присущими им сочетаниями урочи’ (в близком смысле Ф. Н. Мильков различает «типы местностей»)

5. Обширные и сложные системы однотипных урочищ, слившихс^ в процессе своего развития, например крупные системы водораздель ных болот, дюнные гряды, карстовые котловины (полья).

6. В качестве особых местностей можно рассматривать фрагмен­ты (группы урочищ) чуждых ландшафтов, вкрапленные в данный ландшафт. Этот случай типичен для ландшафтов области последнего материкового оледенения с их сложной морфоскульптурой и пестрым чередованием генетически разнообразных форм рельефа и поверхно­стных отложений. Так, среди холмисто-моренных ландшафтов с доми­нантными урочищами моренных холмов и подчиненными котловин­ными урочищами часто встречаются участки зандровых и озерно­ледниковых рарнин разных размеров; среди ландшафтов моренных равнин- -участки моренных и камовых холмов, впадины с озерно­ледниковыми отложениями и др.

Многие подразделения ландшафтов, выделявшиеся под названи­ем местностей, имеют узко региональное значение и трудно сопостав­ляются с местностями других ландшафтов. Возможно, иногда под термином «местность» смешиваются внутриландшафтные единицы разного порядка. Некоторые из них близки к сложным урочищам (в особенности среди описанных выше под № 4 и 5).

Наибольшей сложностью отличается морфология горных ланд­шафтов. Все морфологические подразделения, выделяемые на рав­нинах, в том числе фации и урочища, имеют силу и для горных ландшафтов. Однако большие диапазоны высот, контрастность экс­позиций и другие специфические черты горных ландшафтов требу­ют введения особой системы морфологических единиц, в которой отражалось бы сочетание планового морфологического строения с высотным. Последнее, в свою очередь, включает не только обычные топологические ряды фаций и урочищ по мезорельефу, но и высотные категории иного, более высокого уровня, связанные с высотной поясностью. На это сложное, но закономерное сопряжение геосистем по высоте накладываются «сквозные» формы рельефа, обязанные интенсивному проявлению гравитационных процессов и секущие «нормальные» ряды склоновых геосистем. Сюда относятся особо динамичные образования — селевые, лавинные, обвально-осыпные. Каждое из них состоит из нескольких сопряженных частей, которые могут рассматриваться как особые морфологические части ландшаф­та. Типично трехчленное строение. Так, лавинная система состоит из воронки лавиносбора, транзитной части — лавинного желоба и акку­мулятивной части — лавинного конуса; селевая система — из верх­ней части, где накапливается рыхлый материал, транзитного селево­го канала и селевого конуса. Каждый из этих трех элементов систе­мы можно приравнять к рангу урочищ (преимущественно сложных). Однако вся система в целом не укладывается в общепринятый ряд морфологических единиц фация урочище- -местность и должна рассматриваться как геосистема особого рода, пока не получившая специального наименования.

Г. П. Миллер различает в ландшафтах Украинских Карпат во­семь ступеней морфологического деления, в том числе фации, поду- рочища, простые и сложные урочища в общепринятом значении, местности — как высотно-поясные образования, а кроме того, «стрии» (полосы), выделяемые в пределах местностей по литолого­стратиграфическим признакам, и секторы — самые крупные морфо­логические единицы в виде рядов «стрий», развивающихся в услови­ях одной солярной или ветровой экспозиции. Так, в одном из средне­горных флишевых ландшафтов выделяются два сектора: 1) юго­западных наветренных склонов с буковыми и елово-пихтово-буковы­ми лесами и 2) северо-восточных подветренных склонов с еловыми и елово-пихтовыми лесами. Пример местности (для первого секто­ра) : крутосклонное эрозионно-денудационное прохладное, влажное среднегорье с буковыми лесами на бурых горно-лесных почвах; среди «стрий» этой местности: мягкие ступенчатые сильно расчленен­ные склоны в мелкоритмическом сильноизвестковистом аргиллитово- алевролитовом флише с редкими прослоями песчаников, занятые влажными и сырыми елово-буковыми и еловыми супихтачами; при- гребневые поверхности и склоны, сложенные мощными толщами конгломератов с влажными пихтовыми и буковыми сураменями '.

Проблемы типологии и формализации в морфологии ландшафта

Морфологические единицы разных порядков, образуя более или менее сложные территориальные сочетания, создают внутренний узор, или рисунок, ландшафта, который фиксируется на карте в виде многообразных комбинаций различных контуров. Для многих ланд­шафтов характерно регулярное чередование (повторение) одних и тех же морфологических элементов, ориентированных в определен­ном направлении. Примерами могут служить упоминавшийся ланд­шафт Грядового Побужья, сельгово-ложбинные ландшафты ка­рельской тайги, гривисто-ложбинные ландшафты западно-сибирской лесостепи, ландшафты пустынь с грядовыми песками.

Известны ландшафты, в которых морфологические подразделе­ния последовательно сменяются в одном направлении, обычно в со­ответствии с общим уклоном поверхности (например, на наклонных подгорных равнинах, террасированных аллювиальных, озерных или морских равнинах). Для равнинных ландшафтов зоны избыточного увлажнения характерна, как уже отмечалось, закономерная смена урочищ в направлении от естественной дренажной сети к центру междуречий (рис. 37, А). Сходная закономерность наблюдается в ландшафтах эрозионных возвышенностей, хотя в основе ее лежат иные факторы (рис. 37, Б). Во многих случаях взаимное расположе­ние локальных геосистем не обнаруживает какой-либо видимой закономерности и морфологический «узор» выглядит беспорядочно­пятнистым — с прихотливым чередованием разнотипных контуров (рис. 37, В) или с отдельными пятнами второстепенных урочищ, разбросанными по фону урочища-доминанта (см. рис. 34, 37, Г).

Предпринимались попытки систематизировать разнообразие мор­фологических узоров ландшафтов, т.е. свести их к некоторому количеству типов, причем последние устанавливаются на основе подбора качественных геометрических моделей, в какой-то мере передающих характер внутриландшафтной мозаики. Выделяются, например, следующие типы: полосчатый, поясной, диффузный, ден­дритовидный, мозаичный. Можно, конечно, подобрать еще ряд более или менее подходящих геометрических выражений (например, ре­шетчатый, веерообразный, концентрический и т.п.), но вряд ли найдется достаточное количество их, чтобы адекватно передать все возможные ситуации. Геометрические термины дают лишь очень приближенное представление о действительной форме морфологиче­ских подразделений и их соотношениях, а во многих случаях они просто неприменимы и географ вынужден прибегать к термину «неопределенный», который ни о чем не говорит.

Сложность проблемы усугубляется тем, что внутренний морфоло­гический рисунок ландшафта многомерен: морфологические единицы первого порядка (например, местности) со своими специфическими очертаниями и пространственными соотношениями сами слагаются единицами второго порядка (урочищами), образующими уже как бы вторичный узор; каждое урочище, в свою очередь, обладает ха­рактерной фациальной структурой, создающей рисунок третьего порядка. По характеру размещения и форме урочищ в холмисто­моренных ландшафтах мы могли бы назвать их морфологию «беспо­рядочно-округло-пятнистой», но размещение фаций на моренных холмах характеризуется рисунком, близким к концентрическому. Размещение водораздельных болотных урочищ во многих ландшаф­тах (например, на флювиогляциальных или моренных таежных равнинах) не обнаруживает какой-либо упорядоченности: они раз­бросаны округлыми контурами — разобщенными или сливающимися в сложные системы. Однако фациальная структура самих грядово- мочажинных болот строго упорядочена и имеет концентрический рисунок.

Следует подчеркнуть, что за внешним сходством морфологиче­ского рисунка, если бы даже нам удалось найти для него удачную геометрическую модель, часто скрываются принципиальные генети­ческие и структурно-функциональные различия (достаточно напо­мнить о нескольких примерах «полосчатых» структур, которые при­водились ранее). Заметим также, что геометрический рисунок — это следствие генезиса системы, его внешнее проявление. Поэтому мало смысла в поисках соответствующих геометрических терминов; целе­сообразнее классифицировать морфологические типы ландшафтов и именовать их по генетическим признакам. Говоря, например, об эрозионном, холмисто-моренном, суффозионно-просадочном, крио­генном, пролювиальном и тому подобных типах морфологии, мы

даем представление о факторах или причинах, создавших внутреннее морфологическое разнообразие ландшафта, и о его внешнем виде, ибо хорошо известно, что эрозионное расчленение выражается в ха­рактерном дендритовидном узоре, суффозионно-просадочное — в «диффузном» рисунке округлых западин и т.д.

ГГТЪ GIBj

Параллельно с опытом качественной классификации морфологи­ческих ландшафтных структур возникло иное направление, связан­ное с поиском количественных характеристик морфологии ландшаф­та и попытками ее формализации. К настоящему времени предложе ны десятки количественных показателей, которые должны дать разностороннюю характеристику формы, размеров, взаимного распо­ложения морфологических единиц и степени морфологической слож­ности ландшафта.

Простейшие количественные показатели число составляющих, т.е. типологических категорий единиц данного ранга (например, урочищ) в ландшафте, число отдельных контуров, площади состав­ляющих по типам и отдельным контурам, их линейные размеры, протяженность границ и т п. - могут быть сняты непосредственно с ландшафтной карты (визуально или с помощью элементарных картометрических приемов). На основе этих первичных данных легко получить такие показатели, как средняя площадь контура, процент­ное соотношение площадей разных таксонов и числа контуров, которыми они представлены в ландшафте.

В свою очередь первичные материалы картометрических измере­ний служат источником для получения многочисленных математиче­ских характеристик различных сторон морфологии ландшафта — сложности рисунка контуров (степени их расчлененности), степени сложности или неоднородности («раздробленности») морфологиче­ского строения ландшафта в целом, а также характера взаимного расположения (соседства) контуров. Среди предложенных характе ристик есть относительно простые показатели и сложные коэффици­енты, расчет которых по специальным формулам требует трудоемких подготовительных работ и применения ЭВМ.

Для простейшей оценки степени расчлененности контуров {KP) можно сопоставить длину границы контура (S) с длиной окружности круга, равного по площади (А) данному контуру:

KP = S/3,14А

Л. И. Ивашутина и В. А. Николаев разработали серию математи­ческих показателей: коэффициенты раздробленности, неоднородно-

Рис. 37. Примеры морфологического строения некоторых ландшафтов:

А — южнотаежная озерно-аллювиальная равнина: I речные поймы, 2 — приречные урочи ща с темнохвойными лесами, 3 — заболоченные урочища со сфагновыми сосняками, 4 системы водораздельных сфагновых болот. Б — лесостепная лёссовая эрозионная возвышен ность'- / речные поймы, 2 балки и овраги, 3 приречные и прибалочные склоны водораз делов со смытыми серыми лесными почвами, 4 плакоры с серыми лесными почвами. В южнотаежная холмисто-моренная возвышенность: / — моренные холмы с еловыми лесами,

2. заболоченные котлопины, 3 озера. Г тундровая озер но-аллювиальная равнина: / плакоры с мохово лншайииково-кустарничковым покровом, 2 хасыреи (заболоченные дни ща спущенных озер), 3 — термпкарстовые озера

сти, контрастности, соседства. Правда, они предназначены для ха­рактеристики ландшафтной структуры региональных систем более высокого ранга, чем ландшафт, и рассматриваются в главе 6, посвя­щенной физико-географическому районированию.

К. И. Геренчук с сотрудниками использовали для анализа морфо­логического строения ландшафтов структурные (морфологические) схемы в виде графа и матрицы, гистограмму распределения местно­стей по площадям, коэффициент сложности, учитывающий число морфологических единиц и их площади. Авторы пытались найти совокупную меру сложности морфологического строения, которая учитывала бы число морфологических единиц, число видов морфоло­гических единиц, соотношения их размеров и рисунок морфологиче­ского расчленения '. Наиболее подходящей для этой цели они счита­ют вероятностную информационную меру разнообразия (иначе на­зываемую энтропийной мерой неопределенности) К. Шеннона:

H=—Ypi log₂ pi,

где pi — вероятность каждой морфологической единицы, которую можно задать в виде отношения ее площади (Si) к обшей площади ландшафта (So):

pi = Si/So.

Таким образом, сумма вероятностей равна 1,0. Структура, пред­ставленная одним элементом, будет иметь нулевую меру разнообра­зия, а представленная двумя равновеликими элементами - - единич­ную меру (1 бит). С увеличением числа составных частей и измене­нием их соотношения Н соответственно изменяется.

Расчеты производятся раздельно для видового и индивидуально­го разнообразия (т.е. по типологическим единицам того или иного ранга и по конкретным выделам). Естественно, для каждого иерархического уровня информационная мера сложности будет раз­ной (например, разнообразие местностей по ландшафтам, урочищ — по местностям, урочищ — по ландшафтам и т.д.), так что единой, «интегральной» меры морфологической сложности ландшафта не получается. Притом, как отмечают сами авторы, информационным мерам присуща определенная ограниченность, поскольку они не учитывают абсолютных размеров морфологических частей и* разли­чий рисунка морфологического расчленения.

Очевидно, невозможно дать полное математическое описание морфологии ландшафта. К существующим формулам, по-видимому, будут добавлены новые, и можно спорить об их относительных достоинствах и недостатках, но пока трудно оценить теоретическую или практическую значимость предложенных способов. Оценивая результаты любых расчетов, следует помнить, что они зависят от

качества исходного материала, т.е. от ландшафтной карты — от ее полноты и точности, от принятой классификации отображенных геосистем, от степени и характера генерализации, от известного субъективизма в рисовке контуров и проведении границ. Результаты математического анализа по разным ландшафтам могут быть срав­нимыми только в том случае, если они основаны на абсолютно однородном картографическом материале, что при нынешнем состоя­нии детального ландшафтного картографирования практически ис­ключено. Крупно- и среднемасштабные карты, пригодные для морфо­логического и математического анализа на уровне локальных геоси­стем, пока составлены для относительно небольших и изолированных территорий, причем еще не выработаны единые нормативы на ланд­шафтные съемки разных масштабов и нет единых классификаций объектов съемки, т. е. геосистем разных рангов. Практически это означает, что существующие опыты математической интерпретации ландшафтных карт могут иметь лишь очень ограниченное значение, они сохраняют свою силу лишь для отдельных районов — в пределах площадей, покрытых однородными ландшафтными картами.

Для решения практических задач по хозяйственному освоению, использованию, мелиорации, охране природных комплексов важны не столько условные геометрические образы или математические модели территориальной структуры ландшафта, сколько реальные формы, площади и пространственные соотношения морфологических единиц, передаваемые ландшафтной картой (разумеется, если она достаточно детальна, точна и достоверна). Различного рода матема­тические коэффициенты могут иметь лишь вспомогательное значе ние, и вряд ли роль исследований в соответствующем направлении следует переоценивать. Во всяком случае ландшафтная съемка (в плане как совершенствования ее теоретических основ и методов, так и расширения территориальной сферы (охвата) должна опере­жать математические расчеты.

Используя математические коэффициенты сложности, контра­стности и т.п., мы не выходим за пределы описательной, или статиче­ской, морфологии, предметом которой остается по существу лишь изучение внешних форм, своего рода геометрии ландшафта. Между тем основную задачу морфологического исследования ландшафта следует видеть в познании взаимодействия его составных частей, их вещественно-энергетических отношений и динамики.

Морфологическое строение ландшафта не есть нечто застывшее, неизменное, оно непрерывно преобразуется в ходе развития лан­дшафта. Об изменчивости элементарных геосистем уже говорилось. Фации и урочища соединены разнообразными динамическими пе­реходами, вследствие чего не всегда можно однозначно отнести ту или иную конкретную морфологическую часть ландшафта к одному из этих двух разрядов. Н. А. Солнцев ввел для подобных динамич­ных образований понятие географическое звено. Однородная фация, занимающая один элемент рельефа, с течением времени в результате дифференциации превращается в урочище. Классический пример степные западины (блюдца), на однородной поверхности которых постепенно формируется целая серия фаций, представленных ивня­ками, осиновой рощей («кустом»), а иногда еще и дубовыми насаж­дениями, которые сменяют друг друга от центра к периферии. Анало­гичные процессы прогрессирующей локальной дифференциации на­блюдаются на днищах спущенных реками термокарстовых озер (хасыреях) и во многих других случаях.

Морфология ландшафта - один из аспектов его структуры; и внешний морфологический анализ — лишь шаг на пути к более глубокому функционально-динамическому исследованию.

4. Функционально-динамические аспекты учения о ландшафте

Структура и функционирование ландшафта

Общее определение структуры как пространственно-временной орга­низованности геосистемы, приведенное во «Введении», естественно имеет силу и применительно к ландшафту. Понятие структуры ландшафта имеет три аспекта, соответствующие трем этапам разви­тия и усложнения этого понятия. Первоначальное представление сводилось к тому, что под структурой понималось взаимное располо­жение составных частей. В этом представлении заключен лишь чисто пространственный аспект структуры. При дальнейшем развитии по­нятия возник его функциональный аспект, который требует обра­щать внимание на способы соединения частей системы, т. е. на внутренние системообразующие связи. Однако представление о структуре ландшафта оставалось статичным, пока не появился третий, динамический, или временной, аспект, т. е. структура лап дшафта стала рассматриваться не только как некоторая организо­ванность его составных частей в пространстве, но и как упорядо­ченность смены его состояний во времени.

Таким образом, для познания структуры ландшафта следует в первую очередь четко определить все его составные части, а затем изучить «механизм» их взаимосвязей, памятуя при этом о динамиче­ском подходе. Если представить структурную модель ландшафта в виде графа, то вершины последнего будут соответствовать струк­турным частям, а ребра — связям между ними (рис. 38). Структур­ная модель ландшафта существенно отличается от модели фации своей многоплановостью, или полисистемностью (по выражению

В. С. Преображенского). Структурными элементами фации служат ее географические компоненты, а пространственная упорядоченность структуры (мы пока не будем касаться динамического аспекта) выражается в закономерном расположении компонентов по вертика­ли и существовании между ними вертикальных же потоков вещества и энергии. Изучение горизонтальной (плановой) внутрифациальной структуры, вообще говоря, не относится к задачам ландшафтоведе- ния и географии, исключая случаи «зарождения» новых фаций, которые были рассмотрены нами ранее. На схеме (рис. 38) фации

Рис. 38. Схематическая структурная модель ландшафта:

А, Б. В — элементарные геосистемы; а> бі-з. ві—з. г\~л - структурные части (компоненты) элементарных геосистем; / межкомпонентные (вертикальные) связи, 2 межсистемные (латеральные) связи, 3 внешние связи ландшафта (входные и выходные потоки)

изображены как моноструктурные системы с вертикальными, т. е. межкомпонентными, связями (в виде квадратов А, Б, В), кото­рые, в свою очередь, рассматриваются как элементы структуры ландшафта

В ландшафте, как мы знаем, различаются две системы внутрен­них связей — вертикальные и горизонтальные (латеральные), при­чем межкомпонентные (вертикальные) связи как бы опосредованы через латеральную структуру ландшафта, через сопряжение входя­щих в него элементарных геосистем. На рис. 38 латеральные связи показаны линиями, соединяющими блоки А, Б, В, ...

Локальные геосистемы разных порядков служат элементами ла­теральной структуры ландшафта, его блоками, или субсистемами. Следовательно, латеральная, или горизонтальная, структура ланд­шафта - - это то же, что морфологическая структура.

Что касается вертикальной структуры ландшафта, то ее состав­ными частями обычно принято считать отдельные географические компоненты — твердый фундамент, почву, биоту и т. д. Поскольку своими предельными (однородными) пространственными подразде­лениями они представлены в составе фации, ландшафт выступает как некоторая сложная интегральная система элементарных верти­кальных структур. Однако если говорить о функциональном подходе к структуре, то анализ межкомпонентных связей не есть единственно возможный путь. Во-первых, далеко не всегда достаточно рассмат­ривать каждый компонент как единое и неделимое целое, и в анализ приходится вовлекать определенные части, или элементы, компо­нентов, которые по отношению к геосистеме представляют структур­но-функциональные подразделения второго порядка. Так, для пони­мания роли биоты в ландшафтном «механизме», в системе географи­

ческих связей, важно различать три функционально разнокачествен­ные (трофические) группы организмов — продуценты, консументы и редуценты. Далее, рассматривая функционирование в ландшафте основной, наиболее активной части биоты, представленной зелеными растениями, важно вычленить из нее всю совокупность ассимилиру­ющих органов, а также подземную часть (корни) и массу транспорт­но-скелетных органов. Специфическую роль в ландшафтной структу­ре играет мертвое органическое вещество, сосредоточенное в под­стилке, хотя в традиционном перечне географических компонентов подстилка отсутствует и обычно присоединяется к почве на правах ее нулевого горизонта.

Во-вторых, компоненты в общепринятом значении этого слова, строго говоря, не вполне соответствуют составным частям верти­кальной структуры ландшафта, которые должны иметь упорядочен­ное расположение в вертикальном профиле геосистемы в виде яру­сов, или горизонтов. Поэтому предпринимались попытки расчленить геосистему по вертикали на особые структурные части — «хорогори- зонты», или «геогоризонты».

Согласно Н. 'Л. Беручашвили, элементарными структурно-фун­кциональными частями ПТК служат так называемые геомассы — качественно разнородные тела, характеризующиеся определенной массой, специфическим функциональным назначением, а также ско­ростью изменения во времени и (или) скоростью перемещения в пространстве Таковы аэромассы, фитомассы, зоомассы, мортмас- сы (массы мертвого органического вещества), литомассы, педомас- сы, гидромассы. Геомассы отличаются от компонентов большей вещественной однородностью. Например, под педомассой подразуме­вается не почва, а только почвенный мелкозем вместе с гумусом, т. е. органо-минеральная смесь, куда не входят почвенная влага, почвенный воздух, скелетная часть почвы, корни растений и почвен­ные животные. Под аэромассой имеется в виду «сухой воздух», т. е. смесь атмосферных газов без водяного пара и других примесей. Таким образом, компонент геосистемы в обычном понимании — это более сложное образование, чем геомасса: в нем присутствуют элементы всех геомасс, но одна из них преобладает, служит его основным субстратом.

Однородные слои в пределах вертикального профиля ПТК, ха­рактеризующиеся специфическими наборами и соотношениями гео­масс, Н. Л. Беручашвили называет геогоризонтами. Основные из них: аэрогоризонт, аэрофитогоризонт (приземный слой атмосферы, пронизанный растениями), мортаэрогоризонт (с растительной ве­тошью), снежный горизонт, педогоризонт, литогоризонт Каждый из них может быть подразделен в зависимости от количественного соотношения геомасс на геогоризонты второго порядка (например, в аэрофитогоризонте горизонты с кронами, транспортно-скелетны­ми органами, травяным ярусом, моховым покровом; в педогори- зонте — с разным содержанием почвенной влаги и корней).

Надо заметить, что понятия «геомассы» и «геогоризонты» разра­ботаны применительно к элементарной геосистеме — фации и, следо­вательно,— к изучению первичных вертикальных связей в ландшаф­те. Поскольку геомассы и геогоризонты специфичны для разных фаций, установить их единую систему для ландшафта как целого практически невозможно, и поэтому традиционные компоненты со­храняют более универсальное значение при структурно-функцио­нальном изучении геосистем разных уровней.

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 крайне многообразные связи, которые можно классифицировать по их физической природе, направленности, зна­чимости, тесноте, устойчивости и другим признакам. Первооснову этих связей составляет обмен энергией, веществом, а также инфор­мацией. Геосистемы пронизаны вещественно-энергетическими пото­ками разного происхождения и разной мощности. Следует различать потоки внешние (входные и выходные) и внутренние. Считается, что собственно системообразующее значение имеют внутренние потоки (т. е. потоки между блоками системы), которые по своей интенсивно­сти намного превосходят внешние. Как уже отмечалось, известны два типа внутренних связей (потоков) — вертикальные и горизон­тальные, последние играют организующую роль в интеграции про­стых геосистем в более сложные (геохоры).

Связи между частями системы могут быть односторонними и двус­торонними, прямыми и обратными. При этом, по-видимому, помимо обмена веществом и энергией особую роль играют сигнальные формы связи, пока еще недостаточно изученные. Как известно, обратные связи бывают положительными и отрицательными. При положитель­ной обратной связи процесс, вызванный действием того или иного фактора, сам себя усиливает. Примером может служить образование лавин (отсюда выражение — лавинообразное усиление процесса). При отрицательной обратной связи начавшийся процесс сам себя гасит. Так, оледенение возникает в результате воздействия климата при определенных гидротермических условиях, но ледниковый покров создает антициклон, ведущий к уменьшению осадков, питания ледни­ка и его дальнейшего развития. Аналогичные явления можно наблю­дать в формировании и развитии озер, болот, оврагов. С отрицатель­ными обратными связями связана способность геосистем к саморегу­лированию, о чем подробнее пойдет речь в дальнейшем.

Таким образом, существо взаимосвязей в ландшафте не исчерпы­вается простой передачей вещества или энергии между компонента­ми или подчиненными геосистемами топологического уровня; ве­щественно-энергетические потоки подвергаются преобразованию (трансформации), входные воздействия вызывают различные ответ­ные реакции в каждом блоке геосистемы, при этом последняя при­обретает новые качества.

Совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации вещества и энергии в геосистеме мы назвали (см. «Введение») ее функционированием, функционирование ландшафта — интеграль­ный природный процесс; близкий смысл А. А. Григорьев вкладывал в понятие «единый физико-географический процесс».

Функционирование ландшафта слагается из множества элемен­тарных процессов, имеющих физико-механическую, химическую или биологическую природу (например, падение капель дождя, растворе­ние газов в воде, поднятие почвенных растворов по капиллярам, испарение, фотосинтез, разложение органической массы микроорга­низмами ит. п.). Все географические процессы могут быть в конеч­ном счете сведены к подобным элементарным составляющим, но это означало бы редукцию, не отвечающую задачам познания геосисте­мы как целого и привело бы к потере этого целого.

Возможны разные подходы к географическому синтезу природ­ных процессов и разные уровни этого синтеза. Один из них состоит в интеграции процессов раздельно по формам движения материи, т. е. в рассмотрении их на уровне физических, химических и биологи­ческих закономерностей и методами соответствующих наук. Такой подход вполне закономерен, на нем основано формирование особых направлений в науке — геофизики ландшафта, геохимии ландшафта и биотики ландшафта (биогеоценологии). Все они изучают функцио­нирование ландшафта с позиций соответствующих фундаментальных наук. Однако в географической реальности элементарные природные процессы, связанные с отдельными формами движения, переплета­ются и переходят друг в друга. С точки зрения географа, их расчле­нение искусственно и условно. Уже в отраслевых географических дисциплинах делается шаг к их синтезу. Так называемые частные географические процессы, например сток или почвообразование, нельзя считать только физическими, только химическими или биоло­гическими. Физическая сущность стока элементарна — это всего лишь движение воды под действием силы тяжести. Однако географи­ческий смысл стока вовсе не сводится к простым законам механики. Сток — это одновременно процесс гидрологический, геоморфологи­ческий, геохимический и географический в широком смысле слова.

Сток, в свою очередь, служит лишь звеном еще более сложного и комплексного процесса — влагооборота Рассматривая влагообо- рот как единый процесс, мы делаем еще один шаг к географическому синтезу, к познанию функционирования геосистем как целостных образований. Влагооборот - важная составная часть механизма взаимодействия между компонентами геосистем и между самими геосистемами, его можно определить как одно из главных функцио­нальных звеньев ландшафта. Другим звеном является минеральный обмен, или геохимический круговорот. В совокупности влагооборот и минеральный обмен (вместе с газообменом) охватывают все вещественные потоки в геосистеме. Но перемещение, обмен и пре­образование вещества сопровождаются поглощением, трансформа­цией и высвобождением энергии — массообмен тесно связан с энер­гообменом, который также следует рассматривать как особое фун­кциональное звено ландшафта.

Таким образом, мы получили три главных составляющих функци­онирования ландшафта. Но это лишь один подход к его изучению, который должен быть дополнен с учетом иных важных аспектов функционирования. В каждом из названных звеньев необходимо различать биотическую и абиотическую составляющие. Во влагообо- роте, например, с биотой связаны такие существенные потоки, как десукция и транспирация, участие воды в фотосинтезе, а также задержание части осадков листовой поверхностью и др. Биотический обмен веществ («малый биологический круговорот») - наиболее активная часть минерального обмена. Биологический метаболизм осуществляется, как известно, за счет использования солнечной энергии. Продукционный процесс и связанное с ним вещественно­энергетическое взаимодействие биоты со всеми остальными компо­нентами геосистемы — настолько важная составляющая в механиз­ме функционирования ландшафта, что вполне закономерно выделять ее в особое функциональное звено, как бы перекрывающее три исходных звена, намеченных ранее. Подобное перекрытие служит доказательством единства функционирования геосистемы как цело­го. В сущности, перекрытия имеются между всеми звеньями. Тран­спирация, например,— составной элемент влагооборота и одновре­менно биологического метаболизма и энергетики геосистемы. Любое расчленение единого процесса функционирования на звенья условно и служит лишь методическим приемом в целях познания.

Далее, в каждом звене важно различать внешние (входные и выходные) потоки и внутренний оборот. Функционирование геоси­стем имеет квазизамкнутый характер, т. е. форму круговоротов с годичным циклом. Степень замкнутости цикла может сильно варьировать, представляя важную характеристику ландшафта. От интенсивности внутреннего энергомассообмена зависят многие ка­чества ландшафта, в частности его устойчивость к возмущающим внешним воздействиям.

Для количественной оценки функционирования и соотношения между, внешним и внутренним вещественно-энергетическим обменом необходимы данные по балансам различных видов вещества и энер­гии, т. е. нужно знать величины их поступления в систему, внутренне­го обмена, трансформации и аккумуляции в системе и потерь за счет выноса во внешнюю среду (по выходным каналам). Изученность ландшафтов в этом отношении крайне недостаточна и неравномерна, так что пока еще приходится пользоваться отрывочными, не всегда однородными, а также косвенными данными.

Влагооборот в ландшафте

Сложная система водных потоков пронизывает ландшафт по добно кровеносной системе. Посредством потоков влаги происходит основной минеральный обмен между блоками ландшафта. Внешние вещественные связи геосистемы также осуществляются преимуще­ственно через входные и выходные водные потоки. Перемещение влаги сопровождается формированием растворов, коллоидов и взве­сей, транспортировкой и аккумуляцией химических элементов; по­селяющее большинство геохимических (в том числе биогеохимиче- ских) реакций происходит в водной среде.

Ежегодный запас обращающейся в ландшафте влаги составляют атмосферные осадки — жидкие и твердые, а также вода, поступаю­щая в почву за счет конденсации водяного пара. Часть осадков перехватывается поверхностью растительного покрова и, испаряясь с нее, возвращается в атмосферу; в лесу некоторое количество стекает по стволам деревьев и попадает в почву. Влага, непосред­ственно выпадающая на поверхность почвы, частично уходит за пределы ландшафта с поверхностным стоком и затрачивается на физическое испарение, остальное количество фильтруется в почво- грунты и образует наиболее активную часть внутреннего влагооборо- та. Относительно небольшая доля расходуется на абиотические процессы в почве, участвует в гидратации и дегидратации, более или менее значительное количество почвенно грунтовой влаги выпадает из внутреннего оборота (потери на подземный сток); при иссушении почвы влага поднимается по капиллярам и может пополнить поток испарения. Однако в большинстве ландшафтов почвенные запасы влаги в основном всасываются корнями растений и вовлекаются в продукционный процесс.

Интенсивность влагооборота и его структура (соотношение от­дельных составляющих) специфичны для разных ландшафтов и за­висят прежде всего от энергообеспеченности и количества осадков, подчиняясь зональным и азональным закономерностям, рассмотрен­ным в главе 2. В табл. 5 приведены величины» основных элементов водного баланса для некоторых типов ландшафтов, а рис. 39 пред­ставляет собой пример схематической модели влагооборота в ланд­шафте.

По данным табл. 5 можно судить о соотношениях внутренних и внешних потоков влаги и интенсивности внутреннего влагооборота. Величина суммарного (поверхностного и подземного) стока служит показателем выходного потока влаги. Если принять, что в среднего­довом выводе приход влаги извне сбалансирован с ее расходом на сток, то следует считать, что поступление осадков в ландшафт извне (адвективных) количественно равно годовому стоку. Абсолютные величины внешнего влагообмена хорошо увязываются с общими зонально азональными закономерностями циркуляции атмосферы: наиболее обильное поступление внешних осадков (и соответственно

Таблица 5. Основные элементы водного баланса типичных ландшафтов в различных зонах (средние годовые показатели)

Ландшафты	Осадки, мм	Испа­ рение, мм	Сток, мм	Коэффи циент стока
Тундровые восточноевропейские	500	200	300	0,60
Северотаежные восточноевропейские	600	300	300	0,50
Среднетаежные восточноевропейские	650	350	300	0,45
Южнотаежные восточноевропейские	675	400	275	0,40
Подтаежные восточноевропейские	700	450	250	0,35
Подтаежные западносибирские	550	475	75	0,15
Широколиственнолесные западноевропейские	750	525	225	0,30
Широколиственнолесные
восточноевропейские	650	520	130	0,20
Лесостепные восточноевропейские	600	510	90	0,15
Лесостепные западносибирские	425	410	15	0,04
Степные северные восточноевропейские	550	480	70	0,12
Полупустынные казахстанские	250	245	5	0 02
Пустынные туранские	150	150	<1	<0,01
Субтропические влажные лесные восточно
азиатские	1600	800	800	0,50
Пустынные тропические североафриканские	<10	<10	<1	<0,01
Саванновые опустыненные
североафриканские	250	240	10	0,04
Саванновые типичные североафриканские	750	675	75	0,10
Саванновые влажные североафриканские	1200	960	240	0,20
Влажные экваториальные центрально-
африканские	1800	1200	600	0,35
Влажные экваториальные амазонские	2500	1250	1250	0,50

наиболее интенсивный вынос воды из ландшафта) наблюдается в экваториальных широтах, а также в муссонных тропиках и субтро­пиках, затем в приокеанических областях пояса западного воздуш­ного переноса. Наиболее слабые входные и выходные потоки влаги свойственны внутриконтинентальным областям и особенно поясу тропической пассатной циркуляции.

Обобщенным показателем внутриландшафтного влагооборота можно считать суммарное испарение. При наличии достаточного запаса влаги его интенсивность определяется энергоресурсами. По этому четко выраженный пик внутреннего оборота влаги также приходится на экваториальную зону, и отсюда происходит законо мерный спад к полюсам, но на этом общем фоне резкими «провала­ми» выглядят аридные зоны и сектора.

Соотношения между внешним и внутренним влагооборотом выра­жаются коэффициентом стока или дополняющим его до единицы коэффициентом испарения. Как следует из табл. 5, только в высоких широтах внешние потоки влаги превосходят внутренний оборот, в гумидных экваториальных, тропических и субтропических ланд­шафтах оба типа потоков примерно равны, с усилением аридности доля внутреннего оборота растет, хотя по абсолютной величине он уменьшается.

Во внутриландшафтном влагообороте основную роль играет био­та, особенно лесные сообщества. Кроны деревьев перехватывают до 20% и более годового количества осадкЬв (сосняки — 140—150 мм, ельники 200—230 мм, экваториальные леса — до 500 мм). Основ­ная их часть, как уже отмечалось, испаряется, но некоторое количе­ство стекает по стволам деревьев (табл. 6).

Однако главное звено биологического влагооборота транспи­рация. На единицу продуцируемой фитомассы (в сухой массе) расходуется в среднем около 400 мае. ед. воды — в холодном и влажном климате меньше, в жарком и сухом — больше (например, у бука—170, лиственницы 260, сосны — 300, березы — 320, ду­ба 340, у растений пустынь — до 1000 1500). Из этого количест­ва в состав живого организма входит менее 1% — примерно 0,75% свободной воды и 0,15% содержится в сухой массе (в виде водород­ных атомов молекулярной воды, связанных при фотосинтезе с атома­ми углерода). Основная масса почвенной влаги, потребляемой расте­ниями, транспирируется. В плакорных условиях наибольшее количе­ство влаги перекачивает в атмосферу влажный экваториальный лес, примерно в 2 раза меньше суббореальный широколиственный лес; в холодном климате транспирация резко снижается (табл.

7. , а в экстрааридном она минимальна (хотя доля осадков, расходу-

Типы лесов	Годопые	Пропускается	Стекает	Задерживается
	осадки,	через крону	по	кронами и
	мм		стволам	испаряется
		мм %	мм %	мм %

Еловый
(Западная Европа)	1216	893	73	9	1	314	26
Буковый							8
(Западная Европа)	1216	922	76	201	16	93
Тиковый (Индостан)	—	—	73	—	6	—	21
Сухой							18,5
субэкваториальный	1200	960	80	20	1,5	220
Экваториальный							10—
(Кот д'Ивуар)	1800 -	1500 -	77—	15	1	170
	1950	1615	90			425	22
Экваториальный
(Малайзия)	2500	2001' 2050	80 - 82			450­ 500	18— 20

Таблица 7. Интенсивность транспирации в различных ландшафтах

Типы сообществ	Годовые	Годовая	Доля тран
	осадки,	транспира­	снирируемых
	мм	ция, мм	осадков, %

Альпийский луг (Австрия)	1100	50	5
Альпийские кустарниковые пустоши
(Центральные Альпы)	870	100—200	11 23
Мохово лишайниковая тундра (Сибирь)	500	80—100	16—20
Северная тайга	525	290	55
Буковый лес (Дания)	840	522	62
Дубрава (Восточная Европа)	589	421	71
Луговая степь (Восточная Европа)	400	200—320	50- 80
Степь	430—500	200	40 46
Маквис (Восточное Средиземноморье)	650	500	77
Чаппараль (Калифорния)	500 600	400 500	80 83
Сухой субэкваториальный лес
(Центральная Африка, Шаба)	1200	850	71
Дождевой тропический лес (Кения)	1950	1570	80
Влажный экваториальный лес
(Кот д’Ивуар)	1800—1950	975- -1000	51 54
Влажный экваториальный лес (Малайзия)	2500	1350	54
Камышовые и тростниковые заросли
(Центральная Европа)	800	1300 1600	160 190
Сырой луг (Австрия)	860	1160	135

емых на транспирацию, в аридных условиях обычно значительно больше, чем в гумидных). В гидроморфных условиях, при наличии подтока поверхностных или грунтовых вод, транспирация может превосходить количество осадков.

В ландшафтах с развитым растительным покровом транспирация

намного превышает физическое испарение, и подавляющая часть влаги поступает от подстилающей поверхности в атмосферу через транспирацию. Так, в экваториальных лесах Малайзии годовая величина транспирации составляет 1350 мм, а испарение с поверхно­сти почвы всего лишь 25 мм. Только через транспирацию «дожде­вых» экваториально-тропических лесов в атмосферу поступает 62% влаги, испаряющейся с суши Если же учесть возврат осадков, перехватываемых кронами деревьев, то в целом биота обеспечивает не менее 70₄ -80% внутреннего оборота влаги между атмосферой и остальными блоками наземных геосистем. Растительность прямо или косвенно способствует уменьшению выходного потока влаги путем сокращения поверхностного стока; при наличии мощной под­стилки из растительных остатков поверхностный сток может практи­чески прекращаться.

Биогенный оборот веществ •

Биогеохимич-еский цикл, или «малый биологический кругово­рот»,— одно из главных звеньев функционирования геосистем. В ос­нове его — продукционный процесс, т. е. образование органического вещества первичными продуцентами — зелеными растениями, кото­рые извлекают двуокись углерода из атмосферы, зольные элементы и азот с водными растворами из почвы. Около половины создавае­мого при фотосинтезе органического вещества (брутто-продукции) окисляется до СО^ при дыхании и возвращается в атмосферу. Остав­шаяся (за вычетом затрат на дыхание) фитомасса называется чистой первичной продукцией. Часть ее поступает в трофическую цепочку потребляется растительноядными животными (фитофага­ми); следующий трофический уровень представлен плотоядными животными (зоофагами).

При переходе от одного трофического уровня к другому отноше­ние биомасс уменьшается на 2 -3 порядка, т. е. в п\ 100 — п: 1000 раз. Особенно большой разрыв наблюдается в лесах, где ос­новная масса гетеротрофных организмов приходится на сапрофагов. Согласно Р. Уиттекеру, в злаковниках животные в среднем потреб­ляют 10 15% чистой первичной продукции, в лесах -4—7%, в пустынях и тундрах — 2—3% Эффективность роста, т. е. отноше­ние вторичной продукции к потреблению, в сообществах злаковников и пустынь составляет примерно 15%, а у всех остальных сообществ суши — 10%. В результате получается, что вторичная продукция на суше составляет менее 1% от первичной, за исключением степей и саванн (табл. 8).

Основная часть фитомассы после отмирания разрушается жи- вотными-сапрофагами, бактериями, грибами, актиномицетами В ко­нечном счете мертвые органические остатки минерализуются микро­организмами (в меньшей степени путем абиотического окисления). Конечные продукты минерализации возвращаются в атмосферу

Таблица 8 Соотношение первичной н вторичной продуктивности в разных сообществах (по Р. Уиттекеру)

Сообщества	Фито­ масса, т/га	Чистая первич­ная про дукция, т/га•год	Потреб­ление живот­ными, т/га - год	Вторич ная продук­ция, кг/га X Хгод	Биомас­са жи­вотных, кг/га
Влажные тропические леса Тропические сезонные листопадные	450	22	1,53	152,9	194
леса Вечнозеленые леса умеренного	350	16	0,96	96,0	107
пояса Листопадные леса умеренного	350	13	0,52	52,0	100
пояса	300	12	0,60	60,0	157
Тайга	200	8	0,32	31,7	48
Саванны	40	9	1,33	200,0	147
Степи умеренного пояса	16	6	0,60	88,9	67
Тундра Пустыни и полупустыни с кустар­	6	1,4	0,04	3.8	4
никами Настоящие пустыни: полярные	7	0,9	0,27	3,9	4
зоны	0,2	0,03	0,00008	0,008	0,008
Болота и марши	150	20	1,6	160	100

(С0₂ и другие летучие соединения) и в почву (зольные элементы и азот). Процессы созидания и разрушения биомассы не всегда сбалансированы — часть ее (в среднем менее 1%) может выпадать из круговорота на более или менее длительное время и аккумулиро­ваться в почве (в виде гумуса) и в осадочных породах.

Биологический метаболизм характеризуется многочисленными показателями, в том числе относящимися к внутренним обменным процессам в самом биоценозе — между его различными трофически­ми уровнями, таксономическими группами, зелеными (фотосинтези­рующими), нефотосинтезирующими надземными и подземными час­тями фитоценоза и др. Для географа первостепенный интерес пред­ставляют взаимоотношения биоценоза как целого с другими блоками геосистемы, зависимость биогенных потоков и биологической продук­тивности от географических факторов, закономерности их проявле­ния на региональном и локальном уровнях, степень замкнутости или открытости биологического круговорота и его роль во внутреннем механизме функционирования ландшафта и его внешних связях.

С этой точки зрения, важнейшие показатели биогенного звена функционирования — запасы фитомассы и величина годичной пер­вичной продукции, а также количество опада и аккумулируемого мертвого органического вещества. Для оценки интенсивности круго­ворота используются производные показатели: отношение чистой первичной продукции к запасам фитомассы, отношение живой фито­массы к мертвому органическому веществу и др. Для характеристи­ки вклада биоты в функционирование геосистем особенно важны биогеохимические показатели: количество элементов питания, по­требляемых для создания первичной биологической продукции (ем­кость биологического круговорота) и их химический состав, возврат элементов с опадом и закрепление в истинном приросте, накопление в подстилке, потеря на выходе из геосистемы и степень компенсации на входе.

В табл. 9—11 приведены основные показатели биологического звена функционирования ландшафтов по разным источникам.

Таблица Ѳ. Запасы и продуктивность фитомассы плакорных сообществ различных зон и подзон

Зоны (подзоны)	Фитомасса.	Продукция,
	т/га	т/га - год
Полярные пустыни	1,6	0,2
Арктическая тундра	5	1
Субарктическая тундра	25	3
Лесотундра	60	4
Северная тайга (теіинохвойнии)	125	5
Средняя тайга (темнохвойная)	250	6,5
Средняя тайга (лиственничная)	150	4
Южная тайга (темнохвойная)	300	8
Подтайга восточноевропейская	300	12
Подтайга западносибирская	220	12
Широколиственные леса западноевропейские	380	13
Широколиственные леса восточно­
европейские	350	12
Широколиственные леса новозеландские	400	15
Суббореальные притихоокеанские леса
из дугласии	>1000 (до 2900)	11 16
Луговые степи европейско-сибирские	17	19
Типичные суббореальные степи	10- 13	10 13
Сухие суббореальные степи	6	5
Пустыни суббореальные (полынно
солянковые)	4	1,2
Пустыни тропические	1,5	0,5
Влажные субтропические леса	450	24
Субтропические секвойевые леса	>1000 (до 4250)	До 27
Саванны типичные	40	12
Сезонно-влажные саванновые леса	200	16
Влажные экваториальные леса	500	30 40

Продуктивность биоты определяется как географическими факто­рами, так и биологическими особенностями различных видов. Наи­большими запасами фитомассы характеризуется лесная раститель ность, эдификаторы которой способны накапливать живое вещество в течение многих десятилетий и даже столетий. Максимальные запасы присуши лесам из долго живущей секвойи вечнозеленой. Однако при наличии отдельных специфических видов, составляющих исключения, общая закономерность состоит в том, что у аналогич-

Таблица 10. Биогеохимический круговорот в плакорных сообществах различных ландшафтных зон

Зоны (подзоны)		о с. с		fr	Зольные элементы и азот			rt и н
	Фитомасса, т/га і —	Чистая первичная дукция, т/гатод	Опад, т/гатод	! Истинный прирос т/гатод	Содержание в фитомассе, кг/га	Потребление, кг/гатод	Возврат с опа- дом кг/гатод	І К К fr о Н О С о rt С 03 ГО
Арктическая тундра (о.Б. Ляховский)	5,0	1,0	0,95	0,05	159	38	37	35
Субарктическая тундра (Кольский п-ов, ер­ники)	19,1	3,4	2,8	0,6	319	96	70
Восточноевропейская се­верная тайга (ельники)	119,6	4,9	4,4	0,5	1371	136	102	_
Восточноевропейская средняя тайга (ельни­ки)	233,1	6,4	4,1	2,3	2446	165	113	33,6
Восточноевропейская южная тайга (ельни­ки)	273,8	6,7	4,9	1,8	3821	214	180	51,0
Восточноевропейская подтайга (сложные ельники)	357,9	7,4	5,8	1,6	3155	192	162
Западноевропейские ши­роколиственные леса (бучины)	370,0	13,0	9,0	4,0	4196	492	352	12,0
Западносибирская лесо­степь (луговая степь)	16,4	19,0	_	_	_	1188	_
Казахстанская северная пустыня (биюргунни ки)	8,3	3,8	3,6	0,2			222
Средиземноморская зона (лес каменного дуба)	315,0	6,5 7,0	4,8	1,7- 2,2		250	180	_
Влажные субтропические леса1	410,0	24,5	21,3	3,2	5283	993	795	10,0
Сухие саванны (Раджхас- тан)	26,8	7,3	7,2	0,1	978	319	312	_
Влажные экваториальные леса1	517,0	34,2	27,5	6.7	11081	2029	1540	2,0

I а б л и ц a 11 Основные показатели структуры и функционирования некоторых зональных сообществ (по Н. И. Базилевич)

Показатель	Тундра типичная кустар- ничково- моховая	Ельник- кисличник южнота- ежиый	Дубрава осоково- снытьевая	Луговая злаково- разно­ травная степь	Белосак- саульник илаковый
Живое органическое ве­щество, т/га .	16,88	344,26	491,49	16,01	8,90
Фитомасса, т/га	16,27	343.48	490.62	14,88	8,73
В том числе: зеленые части, %	40,6	5,6	1,0	21,4	8,2
многолетние надземные части, %	2,2	70,2	78,8		35,1
подземные части, %	57,2	24,2	20,2	78,6	56,7
Животные, т/га	0,012	0,08	0,17	0,20	0,02
В том числе: фитофаги, %	4,0	5,0	5,8	6,0	20,0
сапрофаги, %	95,0	94,0	96,6	93,0	75,0
зоофаги, %	1.0	1,0	0,6	1,0	5,0
Чистая первичная продукция, т/га-год	3,44	16,35	16,79	20,75	2,78
Отношение первичной продукции к живой фитомассе	0,20	0,05	0,03	1,40	0,30
Мертвое органическое вещество, т/га	152.80	193,00	395,16	622,99	25,12
в том числе почвенный гумус, %	46,0	41,0	70,0	96,0	99,5
Емкость биологического круговорота, кг/га-год	115,0	470,0	600,0	1115,0	126.0
Среднее содержание в продукции N, %	1,00	0,70	0,85	1,21	0,90
Среднее содержание в продукции зольных элементов, %	2.18	2,10	2,68	4,44	3,78
Химизм потребляемых элементов	N (Са. Ь	N. Са, К	Са, N. К	Si N, К	Са, К, N
Потребление продукции фитофагами, %	2,0	2,0	5.0	или Са 5.6	Mg 12,0
Абиотические потоки органического вещества кг/га: вход	6,4	15,0	10,0	10,0	2.0
выход	122,0	365,0	9.0	1,4	30.0

и локальные географические закономерности, включая зональность, секторность, высотную поясность и внутриландшафтную морфологи­ческую дифференциацию, проявляются более четко. При достаточ­ном количестве влаги продуктивность возрастает от высоких широт к низким в соответствии с ростом энергообеспеченности. В одинако­вых термических условиях наибольшая продуктивность наблюдается при оптимальном соотношении тепла и влаги. В сравнимых (пла­корных) местоположениях максимальная биологическая продуктив­ность присуща экваториальным ландшафтам (см. табл. 9), заметно меньше она во влажных (лесных) субтропиках. Среди суббореаль- ных ландшафтов наивысшей продуктивностью выделяются луговые степи, им несколько уступают широколиственные леса. Самая низкая продуктивность присуща ландшафтам с резким дефицитом тепла (полярным) или влаги (пустынным).

Отношение первичной продуктивности к запасам фитомассы наи­высшее в травяных сообществах, у которых нет многолетних надзем­ных органов (в луговых степях до 1,4:1), наинизшее—в лесных (0,03—0,06:1).

Значительная часть ежегодной продукции отмирает и разрушает­ся — попадает в деструкционный цикл, меньшая часть закрепляется в приросте (см. табл. 10). Отмершее органическое вещество, как правило, не полностью минерализуется, аккумулируясь в разном количестве и разных формах в ландшафте. Скорость разрушения органической массы растет с увеличением притока солнечного тепла. При недостатке тепла ежегодный опад не успевает разрушаться и в ландшафте накапливается избыточная мортмасса. В экстраарид- ных ландшфатах с их высоким энергетическим потенциалом и незна­чительной продуктивностью интенсивность деструкции намного пре­вышает продуцирование биомассы, и накопление мертвого органиче­ского вещества практически отсутствует. Продукционные и деструк- ционные процессы наиболее сбалансированы в условиях, близких к оптимуму по соотношению тепла и влаги. С увеличением тепло- обеспеченности основная часть органических остатков переходит в почвенный гумус. В луговых черноземных степях его запасы достига­ют 600 1000 т/га, в почвах широколиственных лесов — около 300, тогда как в таежных — около 100, а в тундровых — около 70 т/га. В тундре и тайге в составе мортмассы преобладают неразложившие- ся растительные остатки — главным образом подстилка, а также сухостой, валежник, мертвые корни и др. Запасы подстилки в этих зонах достигают 40 50 т/га; в широколиственных лесах они сокра­щаются до 10—15, а в экваториальных до 2 т/га. В степях назем­ная мортмасса представлена растительной ветошью (4—10 т/га).

Мертвое органическое вещество и запас биомассы в органах растений служат важным резервом питательных веществ, обеспечи­вающим устойчивость биоты к колебаниям внешней среды и позволя­ющим поддерживать биологический метаболизм в условиях интен сивного абиогенного выноса элементов зольного и азотного питания. Лесная растительность, как известно, существует в условиях избы­точного увлажнения и интенсивного стока, ведущего к безвозврат­ной потере элементов питания; лесные почвы относительно бедны этими элементами. В такой обстановке запас элементов-органогенов в живом веществе и в мощной подстилке, прочно удерживающей необходимые элементы питания, обеспечивает определенную авто­номность (высокую степень замкнутости) биологического кругово­рота.

В степях, где растительность не способна аккумулировать запасы живой фитомассы, а опад быстро разрушается, резерв минерального питания сосредоточен в почвенном гумусе.

Одним из показателей скорости трансформации органического вещества может служить отношение годичной первичной продукции к запасам мертвых растительных остатков (без почвенного гумуса): в тундре — 0,02, в лесах — 0,15, в луговых степях—0,9, в пусты­нях — 25 и более.

С величиной первичной биологической продуктивности непосред­ственно связана емкость биологического круговорота веществ. Хотя количество вовлекаемого в оборот минерального вещества зависит от биологических особенностей различных видов, размещение этих видов в значительной мере подчинено географическим закономерно­стям. Так, хвойные деревья ассимилируют меньше зольных эле­ментов и азота, чем лиственные, а последние — меньше, чем травя­нистая растительность. Растения аридных областей используют для создания органической массы больше химических элементов, чем растения гумидных областей. Наименьшая зольность у мхов (2 4% от сухого вещества), наибольшая у галофитов (до 25%). Зольность хвои и листьев деревьев — 3--4%, древесины хвойных — 0,4, лиственных — 0,5, злаков — 6—10%.

Сочетание всех факторов приводит к тому, что самая низкая емкость биологического круговорота свойственна полярным и тун­дровым ландшафтам (см. табл. 10, II), хотя продуктивность у них выше, чем в пустынях. В бореальных и особенно суббореальных лесах в оборот вовлекается значительно больше зольных элементов и азота, но максимальная емкость круговорота среди плакорных суббореальных сообществ присуща луговым степям. На первом месте в зональном ряду по количеству вовлекаемого в круговорот минерального вещества стоят влажные экваториальные леса.

Что касается элементарного химического состава вещества, учас­твующего в биологическом метаболизме, то основную его часть составляют важнейшие элементы-биогены, главным образом N, К, Са, Si, затем Р, Mg, S, Fe, Al и др. В зависимости от избирательной способности растений к поглощению тех или иных элементов, их количественные соотношения в составе биомассы и ежегодно потреб­ляемого минерального вещества несколько варьируют, обнаруживая также определенные географические закономерности — прежде все­го зональность. Так, тундровые сообщества потребляют больше всего азота, затем следуют кальций и калий; в минеральном метабо­лизме тайги на первом месте также стоит азот, много потребляется кальция, на третьем месте — калий; в широколиственных лесах — на первом месте кальций, затем азот и калий, в степях основные эле­менты идут в следующем порядке: кремний, азот, калий, кальций, в пустынях кальций, калий, азот, магний; в тропических и эквато­риальных лесных ландшафтах особенно активно поглощаются крем­ний, железо, алюминий.

До сих пор речь шла о минеральном обмене растительности с почвой, но следует вспомнить, что основная часть живого вещества строится из элементов, которые ассимилируются в результате газо­обмена растений с атмосферой. Важную роль играет углеродный обмен, с которым связаны биогенная трансформация солнечной энергии, баланс СОг в геосистемах и ее дальнейшая миграция, от чего, в частности, зависят характер обменных процессов в поглоща­ющем комплексе почв, химизм вод речного стика и т. д.

Количество ассимилируемого углерода в десятки раз превышает величину потребляемых зольных элементов и азота. Ежегодное потребление СОг тундровой растительностью составляет около 10 т/га, южнотаежными и широколиственными лесами около 35, луговыми степями — около 50, влажными экваториальными леса­ми — около 130 т/га. В большинстве сообществ (особенно в лесных) свыше половины ассимилированного углерода возвращается в ат­мосферу при дыхании организмов (в основном растений, а также микроорганизмов; доля животных составляет 1—3%). Остальная часть содержащегося в ежегодной продукции углерода высвобожда­ется при разложении органических остатков и также возвращается в атмосферу в виде СО2; относительно небольшое количество раство­ряется в воде, образуя угольную кислоту, которая диссоциируется на ионы НСОз и Н⁺. В среднем поглощение и выделение углерода балансируются в годовом цикле, но небольшая его доля (менее 1%) выводится из биологического круговорота — аккумулируется в по­чве, выноснтся со стоком.

Связывание С0₂ в процессе фотосинтеза сопровождается выделе­нием свободного кислорода. При дыхании и разложении органиче­ских остатков кислород потребляется на окисление органического вещества до С0₂. Но поскольку часть мертвой органической массы выпадает из деструкционного цикла, поступление кислорода в атмос­феру в результате биологического метаболизма превышает его по­требление. Согласно Н. И. Базилевич, это превышение составляет в дубравах 6,16 т/га-год, в южнотаежных ельниках — 3,7, в бело- саксаульниках--0,65, в тундре 0,44 т/га*год. В луговой степи синтез и разложение сбалансированы и биологический обмен не влияет на кислородный баланс. Если же исключить накопление биомассы в приросте и учитывать только необратимые потери орга­нического вещества (его внешние выходные потоки со стоком, ветром), то на первом месте (в пределах территории СССР) по накоплению кислорода будут ельники, затем тундра; вклад дубрав и луговых степей ничтожен.

Все изложенные закономерности основаны на достаточно широ­ких региональных сравнениях по материалам для плакорных место­положений и соответствующих им сообществ. Между тем в характе­ре биологического круговорота и продуцировании биомассы наблю­даются существенные внутриландшафтньіе различия между пла- корными (автономными, элювиальными) и подчиненными (аккуму­лятивными, преимущественно гидроморфными) фациями. При недо­статочном атмосферном увлажнении и высокой теплообеспеченности перераспределение влаги в ландшафте обусловливает большую кон­трастность в интенсивности биологического круговорота и продуци­ровании биомассы по местоположениям. В гидроморфных местопо­ложениях, как правило, наблюдаются наиболее высокие показатели. Так, в гривисто-ложбинном лесостепном ландшафте Барабинской степи плакорные лугово-степные фации плоских вершин грив на обыкновенных черноземах продуцируют ежегодно 19 т/га фитомас­сы, а травяные болота межгривных депрессий на торфяно-болотной слабосолончаковатой почве — свыше 60 т/га. Первые потребляют на создание фитомассы 1761 кг/га -год зольных элементов и азота, а вторые 38^1 (данные П. И. Базилевич и А. А. Титляновой).

Резко выражена внутриландшафтная контрастность в указанном отношении в пустынях, где участки с ничтожной продуктивностью (такыры, солончаки) сочетаются с травяными тугаями (заросли тростника, рогоза и др.), дающими почти до 100 т/га первичной продукции.

В условиях избыточного атмосферного увлажнения и низкой теплообеспеченности дополнительное количество влаги за счет внут- риландшафтного перераспределения атмосферных осадков мало влияет на биологическую продуктивность или даже косвенно ведет к ее снижению, поскольку переувлажнение ухудшает термический режим и аэрацию. По этим причинам в тундре заболоченные пониже­ния отличаются наиболее замедленным биогенным оборотом веществ и пониженной продуктивностью. С другой стороны, плакорные повы­шения сильнее подвержены воздействию ветра, сдуванию снега и выхолаживанию. Самыми благоприятными оказываются трансэлю­виальные склоновые местоположения, где и наблюдается наиболь­шая для тундры биологическая продуктивность.

В тайге и широколиственных лесах внутриландшафтные разли­чия продуктивности и интенсивности биогенного круговорота относи­тельно невелики; в наилучших условиях находятся более теплые и дренированные местоположения, в наихудших — болота, дающие всего 2 -4 т/га первичной продукции в год.

Степень замкнутости биологического круговорота также различ­на для автономных и подчиненных фаций. Первые в целом характе­ризуются высокой замкнутостью круговорота, т. е. незначительным участием внешних потоков органического вещества по сравнению с внутренними. Приток вещества извне (с атмосферными осадками, пылью), как правило, невелик, потеря его (со стоком, ветровым выносом) чаще превышает приток, но в разных зональных типах геосистем соотношения могут существенно дифференцироваться. По расчетам Н. И. Базилевич, в тундре входные потоки органического вещества составляют всего 0,2% от величины ежегодной первичной продукции, а выходные достигают около 4%, так что баланс вещест­ва отрицательный и потеря его составляет 116 кг/га, или 3,4% от ежегодной продукции. В южнотаежных ельниках вынос (365 кг/га) превышает привнос извне (15 кг/га) на 350 кг/га, т. е. составляет примерно 2% от первичной продукции. В дубравах входные и выход ные потоки (10 и 9 кг/га соответственно) почти сбалансированы, а в луговой степи- первые даже несколько превышают вторые (10 против 1,4 кг/га), так что положительное сальдо баланса состав­ляет около 0,4% от первичной продукции. В белосаксаульниках потери органического вещества, главным образом из за выдувания, равны 30 кг/га, приход же незначителен (2 кг/га), и в среднем за год теряется около 10% первичной продукции^I.

В подчиненных морфологических частях ландшафта входные и выходные потоки вещества могут быть во много раз больше, чем в плакорных. В гидроморфных фациях входные и выходные потоки обычно нескомпенсированы и возможна повышенная аккумуляция как органического, так и минерального вещества. Показательный пример сравнения плакорной лугово-степной фации на плоской вершине гривы и низинного травяного болота в межгривном пониже­нии приводят Н. И. Базилевич и А. А. Титлянова (табл. 12).

Таблица 12. Круговорот элементов в двух фациях западносибирской лесостепи (кг/га-год)

Звенья круговорота	Углерод	Азот	Зольные элементы
			Всего	Несоле­ вые	Соли

Луговая степь на обыкновенных черноземах

Потребление на создание фитомассы 7120 260 1501

Поступление с атмосферными осадками +37,7 +3,6 +132,1 +37,2 +94,9

Вынос с поверхностным стоком —163,1 —6,1 —216,6 —192,7 —23,9

Вынос с внутрипочвенным боковым стоком —0,01 Следы —0,1 —0,01 —0,1

Вынос с нисходящими растворами —1.0 —0,1 —10,0 0 —10,0

Баланс абиотических потоков —126,4 —2,6 —94,6 —155,5 +60,9

Травяное болото на торфяно-болотной слабосолончаковатой почве

Потребление на создание фитомассы 31 340 585 3246

Поступление извне—всего с +451,6 +32,5 +6244,6 +615,2 +5629,4

атмосферными осадками +71,0 +7,0 +246,0 +70,0 +176,0

поверхностным стоком +301,0 +25,0 +827,0 +287,0 +540,0 внутрипочвенным боковым стоком +0,6 +0,03 +6,6 +0,2 +6.4

восходящими растворами +47,0 +4,5 +2849,0 +147,0 +2702,0

потоком грунтовых вод +32,0 +3,0 +2316,0 +111,0 +2205,0

Вынос—всего с —54,9 —2,6 —3021,0 —73,2 —2947,8 внутрипочвенным боковым стоком —0,9 —0,05 —5,0 —0,2 —4,8

нисходящими растворами —51,0 —1,6 —2842,0 —54,0 —2788,0

потоком грунтовых вод —3,0 —1,0 —174,0 —19,0 —155,0

Баланс абиотических потоков +396,7 +29,9 +3223,6 +542,0 +2681,6

На основе данных табл. 12 нетрудно заключить, что в подчи­ненной гидроморфной фации оборот вещества намного интенсивнее, чем в плакорной. При этом внешние абиогенные потоки соразмерны с внутренними биогенными. Однако структура тех и других потоков принципиально разная: в абиотических потоках доминируют соли, почти не ассимилируемые растениями. Главные источники их поступления — восходящие растворы и поток грунтовых вод. Далее видно, что вынос по всем элементам не сбалансирован с их поступле­нием извне, вследствие чего происходит аккумуляция преиму­щественно сблей. По углероду, азоту и биогенным несолевым зольным элементам внутренний оборот и в этой фации многократно превышает внешний. В плакорной луговой степи также наблюдается некоторая избыточность солей, поступающих сюда с атмосферными осадками, тогда как баланс биогенных зольных элементов отри­цательный; вынос происходит в основном с водами поверхностного стока.

Абиотическая миграция вещества литосферы

Абиотические потоки вещества в ландшафте в значительной мере подчинены воздействию силы тяжести и в основном осуществляют внешние связи ландшафта. В отличие от биологического метаболиз­ма абиотическая миграция не имеет характера круговоротов, по скольку гравитационные потоки однонаправленны, т. е. необратимы. Точнее, в данном случае можно говорить лишь о больших геологиче­ских циклах, выходящих далеко за пределы характерного времени ландшафта, длительность которых измеряется многими миллионами лет и в ходе которых вещество, вынесенное с поверхности суши, может вновь туда вернуться, пройдя через многократные и сложные преобразования. Ландшафтно-географическая сущность абиотиче­ской миграции вещества литосферы состоит в том, что с нею осуще­ствляется латеральный перенос материала между ландшафтами и между их морфологическими частями и безвозвратный вынос ве­щества в Мировой океан. Значительно меньше (в сравнении с био­генным обменом) участие абиотических потоков в системе внутрен­них (вертикальных, межкомпонентных) связей в ландшафте.

Вещество литосферы мигрирует в ландшафте в двух основных формах: 1) в виде геохимически пассивных твердых продуктов дену­дации — обломочного материала, перемещаемого под действием си­лы тяжести вдоль склонов, механических примесей в воде (влекомые и взвешенные наносы) и воздухе (пыль); 2) в виде водораствори­мых веществ, т. е. ионов, подверженных перемещению с водными потоками и участвующих в геохимических (и биохимических) ре акциях.

По отношению к каждой конкретной геосистеме различаются иходные и выходные абиогенные потоки. В суммарном итоге — для »сей совокупности ландшафтов суши - перевес оказывается на сто­роне последних, но в каждом отдельном ландшафте баланс вещества складывается по-своему в зависимости от специфики его внешних условий и внутренней структуры.

Обратимся сначала к основным выходным абиогенным потокам.

Механический перенос твердого материала не всегда поддается более или менее точному учету. Основной интегральный показатель механического выходного потока — твердый сток, точнее сток взве­шенных наносов. Однако в нем не учитывается внутриландшафтное перераспределение обломочного материала и прежде всего склоно­вый (делювиальный) перенос крупных обломков, а также наносы, влекомые русловыми потоками (составляющие, впрочем, небольшую часть твердого стока). Интенсивность денудации сильно варьирует по ландшафтам в зависимости от степени расчлененности рельефа и глубины местных базисов денудации, податливости горных пород к выветриванию и размыву, величины стока, развитости раститель­ного покрова, препятствующего сносу и смыву. В распределении твердого стока обнаруживаются определенные черты широтной зо­нальности. В тундре и тайге типичная величина модуля твердого стока (М_т) не превышает 5—10 т/км²-год, а средний слой ежегодно­го смыва — не более 0,002—0,004 мм ', но внутризональные разли­чия достаточно велики. Так, для бассейна Невы, значительная часть которого относится к Балтийскому кристаллическому щиту, М, со­ставляет всего лишь 1,6 т/км²-год, а для вулканических ландшафтов Камчатки - 60—80.

В зоне широколиственных лесов М_т обычно равен 10— 20 т/км²-год, в лесостепи достигает 150 (в возвышенных лёссовых ландшафтах), в степи- -50- 100. В пустынях твердый сток резко сокращается из-за практического отсутствия жидкого стока. В эква­ториальных ландшафтах М, относительно невелик (в бассейне Кон­го— 18—37, в бассейне Амазонки — 67—87 т/км -год), несмотря на обильный речной сток; сдерживающим фактором служит мощный лесной покров.

Механический вынос твердого материала достигает своего макси­мума в горах, особенно сложенных рыхлыми горными породами. Только часть, учитываемая в стоке взвешенных наносов, может составлять 2000 т/км²-год и более (в некоторых горах Средней Азии - до 2500, на северном склоне Апеннин — до 3000--3700. в горных сухих субтропиках юго-восточного Кавказа — до 4000— 5000, что эквивалентно слою более 2 мм/год). Для многих горных ландшафтов характерны селевые потоки; объем единовременного селевого выноса обломочного материала достигает сотен тысяч и даже миллионов кубических метров.

Уничтожение естественного растительного покрова может приве­сти к развитию денудации на равнинах, масштабы которой сораз­мерны с аналогичными процессами в горах. На обрабатываемых

і Принимая, что 1 т/км² соответствует слою 4-10 ⁴ мм.

»емлях экваториальной зоны, влажных муссонных тропиков, Лёссо­вого плато (Китай) величина УИ_Т достигает 2000—3000 т/км²-год.

Со стоком взвешенных наносов ландшафты суши теряют ежегод­но примерно 22—28 млрд. т вещества, что составляет 150— 180 т/км², или слой толщиной около 0,1 мм. Такой скорости выноса достаточно, чтобы полностью «смыть» всю сушу до уровня Мирово­го океана за 10—15 млн. лет.

Другим мощным фактором удаления твердого материала из ландшафтов служит дефляция. Выходные эоловые потоки наиболее интенсивны в’аридных областях, а также на распаханных территори­ях. Единичная пыльная буря в Средней Азии и Казахстане выносит из плакорных почв 10-100 т/км² вещества, из песчаных массивов — 5- -10 т/км², а из солончаков - 100—1000 т/км^Знаменитая пыль­ная буря, случившаяся в США в 1934 г., унесла за сутки 300 млн. т почвенных частиц с площади 3 млн. км² (главным образом с сельскохозяйственных земель), т. е. в среднем по 100 т с каждого квадратного километра.

Глобальные масштабы дефляции и эоловой миграции вещества в целом оценить чрезвычайно трудно.Тіо разным оценкам количест­во поступающего в атмосферу твердого вещества определяется в п-10‘° — и-10" т/год. Эти величины соизмеримы со стоком взве­шенных наносов или даже превосходят его. Однако в отличие от твердого стока эоловая миграция не представляет собой полностью необратимого потока. Частицы пыли удерживаются в атмосфере в среднем от 1 до 10 сут. За это время, находясь в обороте, они могут осесть частью в том же ландшафте, частью — в соседних или даже более отдаленных ландшафтах и, наконец, частью — за пределами суши, т. е. в Мировом океане. <В настоящее время не представляется возможным дать количественную характеристику всех составляю­щих эоловой миграции вещества для всей ландшафтной оболочки и разных типов ландшафтов. Имеются лишь приблизительные расче­ты для некоторых регионов. Так, по Н. Ф. Глазовскому, в Средней Азии и Казахстане область эолового выноса занимает площадь в 3 млн. км². Из нее ежегодно выдувается 0,3—3,0 млрд. т пыли, т. е. 100—1000 т/км².

Выходные потоки водорастворимых веществ заслуживают от­дельного рассмотрения. Фильтруясь под действием гравитации в по- чво-грунты и горные породы, атмосферные осадки обогащаются растворимыми солями (в том числе органического происхождения), которые вовлекаются в биологический круговорот, частью выносятся ja пределы геосистемы с речным и глубинным стоком. Наиболее изучен речной ионный сток. Масса растворенных веществ, выноси­мых мировым речным стоком, почти на порядок меньше стока взве­шенных наносов и определяется в 2.5—5,5 млрд. т. Согласно М. И. Львовичу, средний глобальный модуль ионного стока равен 20,7 т/км², что соответствует слою химической денудации в 0,008 мм. В аридных ландшафтах речные воды сильно минерализо­ваны, но в силу слабого развития речного стока вынос ионов неве­лик. В гумидных ландшафтах, напротив, речные воды обильны, но слабо минерализованы. Поэтому зональные различия ионного стока относительно невелики. Для тундры, тайги и пустыни типичны близкие значения модуля ионного стока (М„, как правило, не выше 10—15 т/км²-год). В зонах широколиственных лесов и лесостепи М_и достигает 20—30 т/км²-год, а в зоне экваториальных лесов он близок к 35 т/км²-год. Более существенны азональные контрасты, связанные с распространением карбонатных и гипсоносных, а также вулканических пород. В таких условиях даже в тайге М_и может составлять 50—80 т/км²-год, а слой химической денудации достига­ет 0,03 0,05 мм. Наиболее интенсивной химической денудации подвергаются горные карстовые ландшафты, где годовой вынос растворимых солей достигает 100 -200 т/км² и более, а слой денуда ции — свыше 0,05 мм (в Динарском нагорье — около 0,1 мм, в кар­стовых ландшафтах Большого Кавказа -- до 0,2 0,3 мм).

Второй важный выходной ионно-солевой поток связан с глубин­ным подземным стоком, который образуется в результате инфильтра­ции растворов в глубокие водоносные горизонты, залегающие ниже уровня местных базисов речного стока. В областях питания артези­анских бассейнов таким путем происходит интенсивный вынос солей из ландшафта. В аридных областях, где практически отсутствует речной сток, глубинный сток служит важнейшим фактором удаления растворимых веществ из ландшафта. Согласно Н. Ф. Глазовскому, в аридном регионе Средней Азии и Казахстана область глубинного выноса солей занимает 1,4 млн. км², т. е. треть всей территории. Модуль ионного глубинного стока колеблется в пределах этой области (куда входят в основном горы и предгорья) от 0,1 до 800 т/км²-год (средняя - 11,4 т/км²-год). Наиболее высокие вели­чины характерны для конусов выноса предгорной полосы.

Существенную роль в миграции водорастворимых солей играют воздушные потоки. С поверхности суши соли попадают в атмосферу с пылью, а также при испарении и транспирации. Главными постав­щиками атмосферных ионов служат аридные ландшафты. По расче­там Н Ф. Глазовского, из аридной области Казахстана и Средней Азии путем испарения и транспирации в атмосферу поступает 7 млн. т солей в год (средний модуль выноса составляет 1,64 т/км²-год), а с пылью (без учета дефляции солончаков) за пределы области выноса, составляющей около 3 млн. км², уходит около 5 млн. т. Но больше всего солей (12—120 млн. т в год) выдува­ется с поверхности солончаков (модуль выноса — 100— 1000 т/км год).

Потеря вещества из ландшафта может частично компенсировать­ся за счет входных потоков, причем на фоне общей для суши убыли существуют ландшафты с положительным балансом твердого мате­риала в результате его гравитационного и эолового перераспределе­ния или выноса из глубинных толщ земной коры. Взвешенные нано­сы не полностью выносятся в океан, часть их откладывается в русле, а многие реки при впадении в океан образуют дельты. У некоторых крупных рек (Миссисипи, Хуанхэ, Меконг, Иравади и др.) дельты растут со скоростью 50- 100 м в год Во внутриконтинентальных областях разгрузка потоков механического переноса обломочного материала приводит к образованию предгорных шлейфов, конусов выноса, слепых дельт и т п.

Для некоторых ландшафтов имеет значение эоловый привнос материала. В Казахстане и Средней Азии область положительного баланса атмосферной пыли занимает, согласно Н. Ф. Глазовскому, 1,2 млн. км², а модуль осаждения пыли составляет 5—10 т/км²-год В горах по мере нарастания высот поступление пыли увеличивается; в высокогорьях, по некоторым данным, оно достигает около 150 т/км²-год.

Один из главных факторов поступления вещества в ландшафт­ную оболочку — вулканизм. При извержении одного из вулканов Исландии в 1783 г. излилось 12 км³ лавы, покрывшей территорию в 56 км^й. Во время других сильных извержений лава покрывала площади в сотни км², ее отдельные потоки достигали длины 50 - 60 км. Если излияния лав имеют преимущественно локальное (реже региональное) значение, то выбросы обломочного магматического материала — пирокластов, особенно вулканического пепла, могут оказывать глобальный эффект. Правда, этот эффект проявляется не столько в аккумуляции твердого материала, сколько в запыленности атмосферы и тем самым влиянии на тепловой баланс. Тем не менее осаждение пепла чувствительно сказывается на обширных простран­ствах. В той же Исландии при сильных извержениях слой пепла покрывает всю площадь острова. Объем пирокластов, извергаемых современными вулканами, примерно в 6 раз больше объема лав. Излияния лав и отложение пирокластического материала приводят к уничтожению почвенно-растительного покрова и нарушению нор­мального функционирования ландшафта. После такого воздействия формирование геосистем как бы начинается заново. Одно из нагляд­ных проявлений подобных процессов сложный профиль почв вул­канических ландшафтов Камчатки, с несколькими погребенными гумусовыми горизонтами.

В глобальном балансе вещества некоторую роль играет поступле­ние метеоритов и космической пыли, приблизительно оцениваемое в 10 млн. т в год.

Если обратиться к источникам поступления в ландшафты наибо­лее активной, водорастворимой части твердого вещества, то основ­ным из них следует считать атмосферные осадки. Соли атмосферных осадков, выпадающих над сушей, имеют различное происхожде­ние — как внешнее (океаническое, вулканическое), так и внутреннее (поступают при испарении и транспирации, а также путем вымыва­ния из пылевых частиц, выноса из солончаков). Выделить долю солей, образующихся в атмосферных осадках за счет местного круговорота веществ, в отличие от привнесенных извне, практически не представляется возможным. Бесспорно то, что по мере удаления от морских побережий в глубь суши минерализация осадков увели­чивается от 10 г/л и менее до 20—30 и более (в Средней Азии - до 40—70 r/л). Одновременно изменяется состав ионов: в приокеа- нических районах преобладают С1~ и Na⁺, в континентальных НСОз; SO?^-, Са²⁺, Mg²⁺. Впрочем, возрастание участия SO^2- связывается главным образом с влиянием техногенных выбросов. В вулканических районах наблюдаются дожди с минерализацией до 250 мг/л и высоким содержанием SOi , CI~, Na+.

Количество солей, выпадающих на земную поверхность с атмос­ферными осадками, зависит от количества и минерализации послед­них. Хорошо прослеживаются как зональные, так и секторные и высотно-поясные закономерности. Для тундры и тайги характерны величины порядка 5—10 т/км²-год (но в Восточной Сибири - менее 5 т/км²*год), широколиственной зоны Западной Европы — около 10, степей и полупустынь — 10—20, пустынь умеренного пояса и эквато­риальной лесной зоны — 20-30 т/км²-год. С высотой в горах выпадение солей возрастает вследствие увеличения количества осад­ков. Заметное повышение наблюдается в вулканических районах.

Пути дальнейшей миграции ионов, поступающих в ландшафт с атмосферными осадками, разнообразны. Частично (а при слабых дождях — почти полностью) они задерживаются на земной повер­хности, откуда ветром могут быть снова вынесены в атмосферу и, таким образом, образовать локальный круговорот. Из просочивших­ся в почву водных растворов некоторая часть ионов возвращается по капиллярам к поверхности и также участвует в локальном абиотиче­ском круговороте солей (этот случай особенно типичен для аридных ландшафтов). Но большая или меньшая доля солей, содержащихся в почвенных растворах (в том числе атмосферного происхождения), перехватывается корнями растений и вовлекается в биологический круговорот. Наконец, некоторое количество солей выбывает из ланд­шафтного круговорота и формирует выходные потоки — ионный речной и глубинный сток. Надо заметить, что поступление солей с осадками, как правило, не компенсирует их потери со стоком. Наиболее значительна относительная роль этого источника в ланд­шафтах, формирующихся на кристаллических породах и на много­летней мерзлоте, где влияние горных пород на минерализацию поверхностных и подземных вод несущественно.

В аридных условиях привнос солей извне может происходить и путем непосредственного осаждения в виде пылевых частиц. По расчетам Н. Ф. Глазовского, в Средней Азии и Казахстане область эоловой аккумуляции солей занимает 1,2 млн. км². За год здесь осаждается 0,003—0,10 т/км² водорастворимых компонентов в со­ставе пыли и 1 -100 т/км² солевых частиц из солончаков. Сущес­твенным источником поступления солей, главным образом хлоридов, служат Каспийское и Аральское моря; ветровой вынос солей из них составляет 2,6 млн. т в год, через 1 км береговой линии Каспия ежегодно переносится на сушу 710 т.

В районах разгрузки глубоких подземных вод, особенно в арид­ных межгорных впадинах, соли привносятся с глубинным стоком. В аридной части территории СССР таким путем водорастворимые вещества, преимущественно хлориды, поступают на площади около 1,9 млн. км² при среднем модуле 51,6 т/км²-год, способствуя засоле­нию почв и грунтов. В гумидных ландшафтах роль этого фактора значительно меньше, поскольку здесь происходит постоянное промы­вание почво-грунтов и отток грунтовых вод.

Для многих районов области внутреннего стока (предгорные конусы выноса, слепые дельты, разливы, также массивы орошения) важнейшим источником поступления солей (преимущественно гидро­карбонатов) служит речной сток. В конусах выноса, интенсивно поглощающих речные воды, в низовьях таких рек, как Сырдарья, Чу и др., модуль привноса солей, по Н. Ф. I лазовскому, превышает 100 т/км²-год.

Надежных данных для суждения о соотношениях входных и вы­ходных потоков по различным конкретным ландшафтам не сущес­твует, и можно говорить лишь о некоторых общих закономерностях. В большинстве ландшафтов механический вынос твердого материа­ла преобладает над привносом. Наиболее интенсивной механической денудации подвергаются горные ландшафты, а среди равнинных - возвышенности, сложенные рыхлыми породами (в частности, лёсса- ми) в условиях семигумидного климата и слаборазвитой раститель­ности, а также равнины, подверженные дефляции. Явно положитель­ным балансом твердого вещества отличаются лишь некоторые специ­фические ландшафты с преобладанием процессов современной акку­муляции: вулканические, дельтовые, низменные аллювиальные рав­нины гумидных (преимущественно муссонных) областей, подвергаю­щиеся частым наводнениям, подгорные пролювиальные равнины. Относительной сбалансированностью входных и выходных потоков твердого материала характеризуются ландшафты с фундаментом из прочных кристаллических пород. В любых условиях поддержанию баланса способствует мощный растительный покров.

Солевой баланс в большинстве ландшафтов, в том числе и на территории СССР, также отрицательный, поскольку поступление солей с атмосферными осадками и пылью не может компенсировать их выноса с поверхностным и подземным стоком. Дисбаланс особенно резко выражен в карстовых ландшафтах. Исключение составляют главным образом ландшафты пустынь, приуроченные к внутриконти- нентальным бессточным равнинам и впадинам, где поступление солей из атмосферы превышает величину ионного стока, а для многих айонов дополнительным фактором засоления служит разгрузка минерализованных речных и подземных вод, формирующихся в со­седних горных системах, и отчасти также эоловый привнос солей.

В абиотической миграции веществ нередко проявляется ярко выраженная внутриландшафтная контрастность по локальным гео­системам (морфологическим единицам). Плакорные (элювиальные, автономные) фации, для которых единственным источником привно- са вещества служат атмосферные осадки и пыль, как правило, характеризуются резким преобладанием выходных потоков над входными. Переходные (транзитные, трансэлювиальные) склоновые фации, при наличии интенсивных сквозных потоков, могут в той или иной степени приближаться к равновесному состоянию. Что касается фаций подчиненных (супераквальных, гидроморфных, аккумулятив­ных), то для них наиболее типично преобладание локальных входных потоков вещества, они часто служат «геохимическими ловушками», аккумулирующими многие элементы.

Абиогенные потоки вещества по своим масштабам сильно уступа­ют биогенным. Суммарный вынос твердого материала реками Земли примерно на порядок меньше ежегодной продукции живого вещества на суше (в сухой массе), а суммарный ионный сток в 70 раз меньше. Если рассмотреть эти соотношения по основным элементам биофилам, то контраст окажется еще более значительным. Вынос фосфора с ионным стоком в 1000 раз меньше его потребления орга­низмами, азота — в 150, углерода — в 100, калия — в 12 раз; в био­логическом круговороте участвует также больше магния, кальция, алюминия, кремния, чем в выходном ионном потоке. По некоторым элементам (например, сера) величины близки, явное преобладание выходных абиогенных потоков наблюдается по элементам, токсич­ным для большинства организмов хлору (в 40 раз), натрию, фтору и др

Как уже отмечалось, биологический круговорот отличается высо­кой степенью замкнутости, и в выходные потоки попадает лишь небольшая часть продуцируемого органического вещества. Мировой сток органического углерода (в составе ионного речного стока) составляет около 1,7 т/км²-год, а сток органического вещества в целом — около 3,8, что составляет лишь несколько более 0,2% ежегодной продукции биомассы. Однако на элементы, выпадающие из биологического круговорота, приходится примерно 20% ионного стока. Основные ионы речных вод лесных ландшафтов -Са^{2 +} и НСОз” — образуются за счет разложения органического вещества.

Эти соотношения сильно дифференцируются по ландшафтам, притом они неодинаковы для различных химических элементов. Так, по имеющимся данным для дубово-буково-грабового леса (Бельгия), из годовой суммы поглощаемых минеральных веществ вымываются 8,2%, в том числе N - - 1, Са — 3,5, Р — 8,7, К — 25%. Для леса из каменного дуба (юг Франции) соответствующие показатели: 20,5; 1, 15; 13 и 51%. По исследованиям В. В. Пономаревой, в ельниках Карельского перешейка из ежегодного поступления с опадом вымы­вается (в %) : N - - 3, К — 6, Mg — 8, Са — 11, S — 35.

К ландшафтам, у которых наблюдаются минимальные потери органического вещества, относятся луговые степи. Однако здесь можно проследить контрастность по внутриландшафтным (морфоло­гическим) подразделениям. Так, в плакорных фациях на вершинах грив с выходными потоками (в основном поверхностным стоком) из продуцируемого вещества выносится 1,8% С, около 1% N и золь­ных элементов. В то же время в аккумулятивные фации низинных болот, служащих геохимическими барьерами, дополнительно, за счет внутриландшафтного перераспределения поступает 1,3% С, около 17% зольных элементов и 0,5% N (данные Н. И. Базилевич, см. табл. 12).

В гумиднык лесных ландшафтах, где утечка биогенных элементов может быть значительной, некоторая компенсация происходит за счет солей атмосферных осадков и высвобождения элементов в про­цессе химического выветривания горных пород. По Н. И. Базилевич, в южной тайге при выветривании высвобождается ежегодно 34,5 т/км² минеральных элементов, что почти обеспечивает сба­лансированность входных и выходных потоков элементов-органоге­нов (лишь с небольшим дефицитом в 0,5 т/км²-год). В дубравах же, где выветривание обеспечивает 12,5 т/км² элементов питания, созда­ется даже положительный баланс (12,6 т/км²). В тундре и пустыне, где химическое выветривание незначительно (2,3 и 0,4 т/км²-год), оно не покрывает убыли минеральных веществ с выходными потока­ми, а в лесостепи — практически не играет роли в балансе органиче­ского вещества, который остается положительным.

Помимо частичного выпадения органического вещества из внут­риландшафтного биологического круговорота в виде ионов с водным стоком следует отметить еще два специфических типа латеральных потоков органического вещества: 1) механический перенос пыльцы, спор, семян, микроорганизмов ветром и водными потоками и 2) пе­ренос (который можно назвать биогенно-механическим) вещества животными в виде собственной биомассы, экскрементов, а также семян растений, микроорганизмов. Особенно заметный, хотя и узко локальный эффект оказывает вынос на сушу органического вещества (в том числе десятки и сотни т/км²-год N. Р, К) рыбоядными птица­ми (залежи гуано, птичьи базары и др.).

Сопоставляя биотические и абиотические потоки вещества в ланд­шафтах, мы приходим к следующим выводам. По своим масштабам биотические потоки значительно превосходят абиотические. В абио­тических потоках доминирует латеральная составляющая, относя­щаяся к внешним связям геосистем, в биотических вертикальная составляющая, относящаяся к внутренним связям. Абиотические потоки разомкнуты; входные потоки нескомпенсированы с выходны­ми, последние доминируют, что в целом придает абиотической мигра­ции однонаправленный характер и ведет к потере вещества. Биотиче­ские потоки квазизамкнутые, они имеют характер круговоротов и способствуют удержанию вещества в ландшафте, выполняя в нем тем самым стабилизирующую функцию.

Энергетика ландшафта и интенсивность функционирования

Функционирование геосистем сопровождается поглощением, пре­образованием, накоплением и высвобождением энергии. Первичные потоки энергии поступают в ландшафт извне из космоса и земных недр. Важнейший из них лучистая энергия Солнца, поток которой по плотности многократно превышает все другие источники. Для функционирования ландшафта солнечная энергия наиболее эффек­тивна; она способна превращаться в различные иные виды энер­гии — прежде всего в тепловую, а также в химическую и механиче­скую. За счет солнечной энергии осуществляются внутренние обмен­ные процессы в ландшафте, включая влагооборот и биологический метаболизм, а кроме того, циркуляция воздушных масс и др. Можно сказать, что все вертикальные связи в ландшафте и многие гори­зонтальные так или иначе, прямо или косвенно связаны с трансфор­мацией солнечной энергии.

Поток суммарной радиации к поверхности суши составляет в среднем около 5600 МДж/м²-год, а радиационный баланс при­мерно 2100 МДж/м²-год. Для сравнения укажем, что энергия кос­мических лучей оценивается приблизительно в 10 ⁴ МДж/м²-год, а энергия приливного трения — в 0,1 МДж/м²-год. Энергия совре­менных тектонических движений (в том числе сейсмическая) также ничтожна в сравнении с солнечной порядка 0,03 МДж/м²-год. Более ощутим тепловой поток из недр Земли, связанный с перено­сом к земной поверхности продуктов вулканических извержений и термальных вод (отчасти с теплопроводностью горных пород). Его средняя величина близка к 2МДж/м²-год, что эквивалентно 0,04% суммарной солнечной радиации. Однако плотность этого по­тока резко дифференцирована в пространстве, и в вулканических районах он приобретает ландшафтообразующее значение. В регио­нальных масштабах (для вулканических ландшафтов) величина по­тока геотермической энергии достигает 20- 50 МДж/м²-год, а в ло­кальных (в кратерах вулканов, горячих источниках) — нескольких тысяч МДж/м²-год, т. е. соразмерна с солнечной энергией. Во время вулканических извержений поток геотермического тепла мо­жет достигать 800 Дж/см‘-с, что в пересчете на один год состав­ляет 2,5-10⁸ МДж/м².

С потоком солнечной радиации связана пространственная и вре­менная упорядоченность вещественного метаболизма в ландшафтах. Обеспеченность солнечной энергией определяет интенсивность фун­кционирования ландшафтов (при равной влагообеспеченности), а сезонные колебания инсоляции обусловливают основной годич­ный — цикл функционирования. На земной поверхности электро­магнитное излучение Солнца в основном превращается в тепловую энергию и в виде тепла же в конечном счете, после трансформации в ландшафтах, излучается в космическое пространство.

Преобразование приходящей солнечной радиации начинается

с отражения части ее от земной поверхности. Потери радиации на отражение широко колеблются в зависимости от характера повер­хности ландшафта. Так, альбедо свежевыпавшего снега составляет

1. 80—0,95, тающего снега 0,30—0,60, светлых горных пород и почв (в том числе песков) — 0,20 0,40, темных горных пород и почв 0,05—0,10, густого зеленого травостоя — 0,20 0,25, ерни- ковой и мохово-лишайниковой тундры — 0,15—0,25, травяной вето ши и болот 0,15-- 0,20, лиственного леса в период вегетации и пожелтения 0,15 0,20, хвойного леса 0,10 0,15. Эффектив­ное излучение, зависящее от температуры излучающей поверхности, облачности и влажности воздуха, также сильно дифференцируется по ландшафтам. В результате наибольшую часть суммарной радиа­ции теряют приполярные ландшафты (арктические пустыни — около 87%), затем тундровые (80%), а также пустынные и таежные (около 65%, что близко к среднему показателю для всей суши). Наименьшие потери присущи экваториальным лесным ландшафтам (47); ниже средней величины потери в степных, лесостепных и широ­колиственнолесных суббореальных ландшафтах (59 62%).

Подавляющая часть полезного тепла, поглощаемого земной по­верхностью, т. е. радиационного баланса, затрачивается на испаре­ние (точнее, на эвапотранспирацию) и на турбулентную отдачу тепла в атмосферу, иными словами на влагооборот и нагревание воздуха (тепловая энергия, затраченная на испарение, также выде­ляется в атмосферу при конденсации водного пара). Соотношение указанных двух расходных статей радиационного баланса сущес­твенно различается по ландшафтам и в общих чертах подчинено зональности, причем в гумидных ландшафтах основная доля радиа­ционного баланса расходуется на эвапотранспирацию, а в арид­ных на турбулентный поток тепла в атмосферу (табл. 13).

На другие тепловые потоки в ландшафте расходуется лишь небольшая часть радиационного баланса, как правило, не выходя­щая за пределы точности его измерения. Тем не менее эти потоки играют существенную роль в функционировании ландшафта. Тепло­обмен земной поверхности с почво-грунтом имеет циклический ха­рактер: в теплое время года тепловой поток направлен от поверхно­сти к почве, в холодное в противоположном направлении, и в среднем за год оба потока балансируются. Интенсивность этого теплообмена наибольшая в континентальных ландшафтах с резкими сезонными колебаниями температур воздуха и поверхности почвы. Кроме того, величина теплообмена зависит от влажности и литологи­ческого состава почво-грунтов, влияющих на их температуропро­водность, и от растительного покрова. Мохово-торфяный слой слу­жит теплоизолятором, затрудняющим теплообмен между атмосфе­рой и почвой; под пологом леса вследствие уменьшения притока солнечного тепла к поверхности почвы теплообмен слабее, чем на безлесных территориях. Теплообмен проникает в почво-грунты боль­шей частью на глубину 10- -20 м, его величина составляет не более

Таблица 13. Затраты тепла на испарение и турбулентный обмен с атмосферой по ландшафтным зонам

Зона1	Радиа­ ционный баланс, МДж/мг-год	Затраты на испарение		Турбулентный обмен
		МДж/м2-год	%	МДж/м2-год	%
Тундра	625	500	80	125	20
Тайга (северная)	1100	900	82	200	18
Тайга (средняя и южная)	1350	1125	83	225	17
Подтайга	1450	1225	84	225	16
Широколиственнолесная зона	1550	1300	84	250	16
Лесостепь	1600	1280	80	320	20
Степь	1800	ИЗО	63	670	37
Полупустыня	1900	615	32	1285	68
Пустыня (туранская) Субтропическая влажнолесная	2150	380	18	1770	82
зона	2500	2000	80	500	20
Тропическая пустыня	2700	<200	<5	>2500	>95
Саванна опустыненная	3000	600	20	2400	80
Саванна типичная	3150	1650	52	1500	48
Саванна южная	3300	2400	73	900	27
Влажная экваториальная зона	3500	3150	90	350	10

¹ Материалы по зонам умеренного пояса даны на примере Восточной Европы, по тропическим пустыням и саваннам — на примере Северной Африки.

нескольких процентов от годового радиационного баланса (в тундре, по-видимому, до 10% или более).

В высоких и умеренных широтах некоторая часть радиационного тепла (порядка 2 5%) расходуется на таяние снега, льда, сезонной мерзлоты в почве и деятельного слоя многолетней мерзлоты. При замерзании воды затраченное тепло выделяется. На физическое разрушение горных пород и химическое разложение минералов в почве уходят, по-видимому, сотые или тысячные доли процента от всех затрат солнечной энергии.

В трансформации солнечной энергии важнейшая роль принадле­жит биоте, хотя на биохимическую реакцию фотосинтеза растения суши используют приблизительно лишь 0,5% от общего потока суммарной радиации (или около 1,3% радиационного баланса). В процессе фотосинтеза на I г ассимилированного углерода потреб­ляется 3,8 ккал (15,9кДж) энергии. Общее количество связанной энергии можно рассчитать умножением этого коэффициента на величину брутто-продукции. Около половины затраченной энергии высвобождается при дыхании продуцентов, остальная часть — в чистой первичной продукции (нетто-продукции). Содержание энер­гии в образовавшейся фитомассе определяется по калорийности (теплоте сгорания) органического вещества, которая в среднем близка к 4,5 ккал (18,5 кДж) на 1 г сухого вещества, но варьирует у разных сообществ, видов и отдельных органов растений. Общая географическая закономерность сводится к возрастанию калорийно­сти от низких широт к высоким: у влажных экваториальных лесов 16- 17 кДж, листопадных широколиственных — 17—19, хвойных — около 20, тундровых кустарничков — 21—24 кДж.

При фотосинтезе используется так называемая фотосинтетически активная радиация (ФАР) —часть солнечного излучения в диапа- юне волн от 0,4 до 0,7 мкм, составляющая около 45% от суммарной радиации (40% прямой и 62% рассеянной). Растительный покров поглощает около 90% световой энергии ФАР, но подавляющая часть се идет на транспирацию и поддержание определенных термических условий в сообществе и только 0,8—1,0% — на фотосинтез. КПД фотосинтеза существенно варьирует в зависимости от физико-гео­графических условий. Наиболее высокий коэффициент использова­ния ФАР наблюдается при максимальной теплообеспеченности в со­четании с оптимальным соотношением тепла и влаги, т. е. на эквато­ре, наиболее низкий — в пустынях и полярных областях (табл. 14). В период вегетации КПД ФАР несколько выше, чем в среднегодовом выводе. При особо благоприятном сочетании условий у отдельных листьев он может достигать 15—24%.

Таблица 14. Использование солнечной радиации растительными сообществами, по данным В. Jlapxep (Экология растений. М., 1975)

Типы растительности	Среднее годовое потребление радиации на фотосинтез, % от		Среднее годовое связывание солнечной энергии в нетто-продукции, % от
	суммарной радиации	ФАР	суммарной радиации	ФАР
Дождевые тропические леса	1,5	4,5	0,6	1,5
Летнезеленые лиственные леса	0,6	1.6	0,4	1,0
Ііореальные хвойные леса Тропические травяные	0,5	1,1	0,3	0,8
сообщества	0,2	0,6	0,2	0.5
.ілаковники умеренной зоны	0,2	0,6	0,2	0,5
Тундры	0,2	0,4	0,1	0,2
1 Іолупустыни	0,02	0,05	0,02	0,04
Сельскохозяйственные земли	0,3	0,7	0,2	0,6

В процессе дыхания продуцентов, консументов и редуцентов и разложения органических остатков использованная при фотосинте­зе энергия снова превращается в тепло, так что почти вся энергия, связанная первичными продуцентами, рассеивается и в отличие от вещества уже не возвращается в биологический цикл. При переходе от одного трофического уровня к другому на каждом последующем уровне для создания биомассы используется лишь небольшая часть энергии, заключенной в предыдущем уровне, и происходят ее боль­шие потери.

По исследованиям в широколиственных лесах Западной Европы, из общего количества ассимилируемой энергии 54,7% расходуется на дыхание растительного покрова. Из 45,3%, накопленных в чистой первичной продукции, 18,9% остается в приросте, 1,1% выедается животными, 13,6% уходит в подстилку, 11,7% - в отмершие корни. При разложении (дыхании) подстилки теряется еще 9,4%: 15,8% переходит в гумус (11,7% за счет корней и 4,1% за счет подстилки), но из них 14,0% уходит на «дыхание» (минерализацию гумуса) и лишь 1,9% накапливается. Всего, таким образом, на дыхание уходит 79,2% ассимилированной энергии и 20,8% удерживается в живом и мертвом органическом веществе.

Несколько иную структуру имеет модель трансформации энергии в южнотаежных ельниках, построенная Ю. К- Шѵйцевым (рис.

40. '.

В живой биомассе суши аккумулировано примерно 4- 10¹⁶ МДж энергии, что соответствует 5% годовой суммарной солнечной радиа­ции или около 14% радиационного баланса. В отдельных сообщест­вах эти соотношения более высоки. Так, в таежных темнохвойных лесах запас связанной энергии составляет в среднем около 500 МДж/м² (что эквивалентно 40% годового радиационного ба­ланса), в листопадных широколиственных — 650 МДж/м~ (40%), и экваториальных лесах — 850 МДж/м² (24%), а в североамерикан­ских лесах из секвойи и дугласии — более 1700 МДж/м² (70%).

Некоторая часть аккумулированной солнечной энергии содер­жится в мертвом органическом веществе (подстилке, почвенном гу­мусе, торфе). В гумусе мощных тучных черноземов она превышает 1П00 МДж/м², в торфе — тысячи МДж/м^I’.

Ежегодно лишь ничтожная часть биологически связываемой энергии Солнца «консервируется» в мертвой органической массе и превращается в потенциальную химическую энергию, однако куму­лятивный эффект этого процесса, продолжавшегося на протяжении геологических эпох, выразился в накоплении огромного запаса энер­гии в каустобиолитах, соразмерного с годовым поступлением сум­марной солнечной радиации к суше.

Энергетическое значение биоты в функционировании геосистем определяется не только преобразованием солнечного тепла непосред­ственно при фотосинтезе (и разложении биомассы). Напомним, что уже на входе в геосистему поток солнечной энергии существенно трансформируется растительностью: низкое альбедо растительного покрова влияет'на увеличение радиационного баланса; с другой стороны, под полог леса проникает лишь часть радиации (в темно­хвойном лесу — ¹ /1о и менее), причем изменяется ее спектральный состав и уменьшается доля ФАР, над поверхностью леса турбулент­ный поток тепла возрастает по сравнению с безлесной поверхностью и т. д. Особенно же существенное место в энергетическом балансе ландшафта занимают затраты солнечного тепла на перекачивание влаги из почвы в атмосферу через растения. В гумидных ландшаф­тах транспирация составляет главную статью расхода солнечной энергии. Как уже отмечалось, при развитом растительном покрове испарение осуществляется в основном в виде транспирации, за исключением неизбежных потерь влаги на физическое испарение (преимущественно до начала и после окончания вегетации) '.

Необходимость больших затрат энергии на транспирацию (и тем самым обеспечения минерального питания растений, а также пре­дотвращения их перегрева), очевидно, служит причиной низкого КПД фотосинтеза и лимитирует возможности повышения биологиче­ской продуктивности. В ландшафтах, достаточно обеспеченных вла­гой, на транспирацию расходуется не менее 60—80% энергии радиа­ционного баланса, а в экваториальных лесах этот показатель места­ми приближается к 100%. Если допустить гипотетическую возмож­ность полного перехвата стока и физического испарения и утилиза­ции всех атмосферных осадков, то в гумидных ландшафтах попросту не хватит солнечной энергии, чтобы растения смогли «перекачать» все это количество влаги в атмосферу. В аридных же ландшафтах

естественные пределы фотосинтеза и продуцирование биомассы оп­ределяются недостатком осадков.

Топологические, или ландшафтно-морфологические (внутриланд- шафтные), закономерности в энергетике геосистем изучены недо­статочно. Ю. К- Шуйцев, изучая энергетику южнотаежных ельников, пришел к заключению, что автономные (плакорные) сообщества используют солнечную энергию наиболее эффективно, а суперак- вальные (с застоем влаги) — наименее. Трансэлювиальные и транс­аккумулятивные местоположения занимают в этом отношении про­межуточное место. Соответственно изменяются запасы энергии в жи­вой фитомассе (МДж/м²): в плакорном ельнике-черничнике — 799, в чернично-зеленомошном и хвощево-папоротниковом — по 705, в сфагновом — 275. Запасы энергии в мертвом органическом вещест­ве, напротив, возрастают по мере ухудшения дренажа и аэрации: в сухостое и подстилке соответственно 30, 77, 41, 204, а в гумусовом веществе почвы и торфе— 105, 99, 242 и 2396 МДж/м².

Особый аспект энергетики ландшафта связан с потоками механи­ческой энергии. Источники механического перемещения вещества в ландшафте имеют двоякую природу: оно осуществляется за счет энергии тектонических процессов, «законсервированной» в земной коре, и энергии солнечных лучей. В «надводной» части материков (лежащей выше уровня Мирового океана) накоплено около 3- ІО¹⁸ МДж потенциальной механической энергии (примерно в 3 ра­за больше суммарной радиации, поступающей ежегодно на сушу), которая эквивалентна энергии тектонических процессов, затраченной на преодоление силы тяжести. Ежегодно при денудации реализуется, т. е. превращается в кинетическую энергию, около одной десяти­миллионной доли этого запаса, что соответствует десятитысячным долям процента от величины суммарной радиации. При кажущейся незначительности этой цифры с ней связаны мощные потоки твердо­го материала, о которых уже речь шла выше.

В количественном отношении на 2—3 порядка выше потоки механической энергии, происходящие за счет трансформации солнеч­ного тепла и обусловливающие перемещения воздушных и водных масс, а также ледников, пыли, органического опада. Нарушение теплового и связанного с ним гравитационного равновесия в атмос­фере из-за неравномерного поступления тепла от земной поверхности приводит к механическому перемещению воздушных масс, а вместе с ними — водяного пара, пылевых и органических частиц. В механи­ческую энергию ветра ежегодно переходит и-10^м МДж солнечной энергии (около 0,1% суммарной радиации, полученной всей сушей). Эта энергия рассеивается в виде тепла (в том числе и при выпадении атмосферных осадков). Механическая энергия всех текучих вод, которая есть также не что иное, как трансформированная лучистая энергия Солнца, оценивается в и-ІО¹³ МДж-год (около 0,01% суммарной радиации).

В каждом конкретном случае запасы потенциальной механиче­ской энергии геосистемы и величина работы, производимой при механическом перемещении вещества, могут быть определены пу­тем сравнения потенциалов силы тяжести («энергия положения») масс, расположенных на разных гипсометрических уровнях. Напри­мер, если при разнице высот в 20 м в пределах площади 1 га годо­вой слой денудации составляет 0,1 мм при объемной массе 2,5 г/см², т. е. перемещается 2,5-10'* кг материала, то работа по его пере­мещению (денудации) составит: А_д — 2,5-10³ кг-9,8 м/с²-20 м == - - 4,9 МДж/га 4,9-10~⁴ МДж/м².

При годовом слое стока 300 мм с той же площади работа, про­изведенная текучими водами, равна: А_с = 3-10⁶ кг-9,8 м/с²-20 м = = 59 МДж/га" = 5,9-10“³ МДж/м².

Преобразование энергии может служить одним из показателей интенсивности функционирования ландшафта. Вопрос о возможно­сти интегральной количественной оценки функционирования ланд­шафтов с помощью какой-либо единой меры имеет дискуссионный характер. Однако сравнивая ландшафты по отдельным частным показателям функционирования (трансформация солнечной энергии, внутренний влагооборот, биологический круговорот веществ и др.), мы находим между этими показателями определенное соответствие. Очевидно, интенсивность функционирования ландшафта тем выше, чем интенсивнее в нем внутренний оборот вещества и энергии и свя­занная с ним созидающая функция, которая выражается прежде всего в биологической продуктивности. В свою очередь, все пе­речисленные процессы определяются соотношением теплообеспечен- ности и увлажнения. Однако до сих пор не найдено удовлетворитель­ного способа выражения этого соотношения в виде того или иного коэффициента. Наиболее удачным представляется предложенный

8. Н. Ивановым «показатель биологической эффективности клима­та» (ТК) в виде произведения от умножения суммы температур за период со средними суточными температурами выше 10° С (Т) на годовой коэффициент увлажнения (К). При этом за предельную величину К принята 1, так как дальнейшее увеличение увлажнения не оказывает положительного эффекта на биологическую продуктив­ность и на функционирование ландшафта в целом.

При всей условности этого коэффициента (основной недостаток его состоит в том, что он «не работает» в приполярных областях, где не бывает средних температур выше 10° С) он дает достаточно объективное представление об относительной степени тепло- и влаго- обеспеченности различных ландшафтов и при этом хорошо коррели­рует с другими показателями функционирования, в качестве которых в табл. 15 приведены также относительные значения интенсивности внутреннего влагооборота, или, что то же, затрат тепла на эва­потранспирацию Е, величины чистой первичной продукции фитомас­сы Б и годового потребления зольных элементов и азота раститель­ностью MN. По всем перечисленным показателям первое место занимают экваториальные ландшафты, для которых значения ТК, Е,

Типы ландшафтов

Экваториальные лесные Субэкваториальные лесные Тропические лесные

Саванновые влажные и лесосаванновые

Субтропические влажные лесные

Саванновые типичные

Суббореальные широколиственнолесные

Суббореальные лесостепные

Подтаежные

Южнотаежные

Суббореальные. степные (северные) Саванновые опустыненные Среднетаежные

Суббореальные степные (южные)

Северотаежные

Лесотундровые

Суббореальные полупустынные Субтропические пустынные Суббореальные пустынные Тундровые типичные Тропические пустынные Арктотундровые Полярнопустынные

ТК	Б	Е	MN
100	100	100	100
96	80	82	80
87	80	77	80
69	60	68	60
66	60	68	50
32	35	51	35
28	34	43	26
20	35	41	35
20	30	39	20
17	22	33	15
16	28	36	25
16	17	35	16
14	18	30	10
12	20	28	12
11	12	24	8
7	11	20	7
7	11	18	10
5	—	15
4	5	16	5
2	6	10	5
2	<2	6	<2
0	4	8	2
0	1	<8	<2

Б и MN приняты за 100. Данные по остальным ландшафтам пред­ставлены в виде отношения к 100, т. е. в процентах по отношению к абсолютным величинам, свойственным экваториальным ландшаф­там. В качестве типичных значений для разных зональных типов ландшафтов приняты те, которые наблюдаются в более или менее сравнимых условиях секторности, а именно в умеренно-континен­тальных секторах.

Нетрудно заметить, что по всем принятым в табл. 15 признакам типы ландшафтов располагаются практически в одинаковой после­довательности от наивысших значений к наинизшим.

Наиболее существенные отклонения имеются лишь в последней колонке, что объясняется главным образом способностью травяных сообществ более интенсивно поглощать элементы питания по сравне­нию с лесными. В целом же та последовательность ландшафтных типов, которая представлена в табл. 15, может рассматриваться в первом приближении как их ранжированный ряд по относительно­му убыванию интенсивности функционирования.

Годичный цикл функционирования ландшафта

Характеристика функционирования ландшафта обычно основы­вается на средних или суммарных годовых показателях (табл. 5—15), и это не случайно, так как год — это минимальный отрезок

нремени, в течение которого выявляются все типичные процессы функционирования и для которого может быть составлен полный баланс вещества и энергии в геосистеме. Можно сказать, что годичный интервал - это минимальное время выявления всякой геосистемы.

Функционирование геосистем имеет циклический характер и под­чинено цикличности поступления солнечной энергии. Каждому ком­поненту присуща определенная инерционность, т. е. большее или меньшее отставание ответных реакций на внешние (астрономиче­ские) причины внутригодовых изменений, в силу чего эти изменения не синхронны в отдельных процессах и явлениях. Уже тепловой режим приземного слоя воздуха не следует автоматически за высо­той солнца над горизонтом, и кривая годового хода температуры сдвинута по отношению к кривым суммарной радиации и радиаци­онного баланса. В тайге Северо-Запада Русской равнины максимум солнечной радиации наблюдается в июне, наиболее высокая темпе­ратура воздуха в июле, а нижних горизонтов почвы только в сентябре; в период наибольшего выпадения осадков запасы про­дуктивной влаги в почве оказываются наименьшими (рис.

40. . Под покровом сомкнутого пихтового леса (в Приангарье), где теплообмен сильно замедлен, к тому моменту, когда солнечная радиация достигает максимума, на глубине 3 м наступает годовой минимум температуры.

С инерционностью компонентов связан эффект последействия, т. е. зависимость состояния геосистемы от характера предшествую­щих сезонных фаз. В тайге весной и в начале лета атмосферное увлажнение недостаточное, однако благодаря зимнему накоплению снега почва получает дополнительный запас влаги, обеспечивающий функционирование биоты В муссонных ландшафтах, где снегона­копление незначительное, весной наблюдаются засухи Летние тем­пературы корнеобитаемого слоя в темнохвойных лесах теснее корре­лируют со снежностью и мерзлотностью предшествующей зимы, чем с температурой воздуха текущих летних фаз. Термические условия осени влияют на интенсивность стока и запасы почвенной влаги весной (так, сильное осеннее промерзание почвы ухудшает возмож­ность просачивания талых вод и способствует усилению поверхно­стного стока и образованию высокого половодья).

Цикличность процессов функционирования геосистемы сопро­вождается определенными изменениями ее вертикальной структуры. В умеренном поясе особенно четко различаются летний и зимний варианты этой структуры. Летний, ассимилирующий зеленый покров с более или менее сложной системой горизонтов (древесный полог, подлесок, травяной ярус и т п.) зимой полностью или частично деградирован, но в это время года появляются снежный покров и мерзлотный почвенный слой.

Для любого отдельного момента годового цикла можно получить временной срез, отражающий состояние системы как эпизод непре-

рывного циклического процесса. В качестве примеров можно приве­сти три подобных «эпизода» для различных суточных состояний — так называемых стексов, по наблюдениям на Марткопском стациона­ре Тбилисского университета в 1972—1976 гг. (табл. 16). Однако

Таблица 16. Некоторые показатели функционирования горных луговостепных фаций Марткопского стационара при трех различных суточных состояниях (по H. J1. Беручашвнли. 1986)

Показатели •	Типичные суточные состояния
	морозно­ снежное (зимнее)	прохладное влажное (весеннее)	очень теплое влажное (летнее)
Суммарная радиация, кал/см2	199	416	425
Прямая радиация, кал/см'	III	?	225
Рассеянная радиация, кал/см2	88	?	200
Альбедо, %	56	18	22
Отраженная радиация, кал/см2	111	79	94
Радиационный баланс, кал/см2	18	192	215
Турбулентный теплообмен, кал/см2	30	104	99
Затраты тепла на испарение, кал/см2	11	84	114
Теплообмен с почвой, кал/см2	1	4	2
Испарение1, т/га	1,8	17,8	21,8
Масса снега, т/га	260	—	—
Масса почвенной влаги, т/га	150 О2	2340	2130
Влажность почвы, %	0,36	17,1	16,1
Зеленая фракция фитомассы, т/га	—	0,92	10,8
Масса корней, т/га	18.83	17,1	16,1
Масса ветоши, т/га	5,4	3,4	1,0
Масса подстилки, т/га	6,7	3.3	4,7

1. Зимой - включая сублимацию и таяние, весной - с транспирацией.

2. В том числе 360 т/га в мерзлом состоянии.

3. В том числе 15,3 т/га в мерзлом состоянии.

подобные мгновенные срезы каждый в отдельности не дают возмож ности установить закономерности функционирования системы. На каждом отрывочном отрезке годового цикла отдельные процессы могут быть несбалансированными и создавать впечатление противо­речивости (например, интенсивный расход влаги на испарение и транспирацию при полном отсутствии ее поступления или продол­жающееся охлаждение почвы при повышении температуры возду­ха) Лишь полный анализ интегрального процесса функционирова­ния ландшафта в закономерной последовательной смене внутригодо­вых состояний может раскрыть его сущность.

Фенологи и ландшафтоведы предложили различные схемы деле­ния годичного цикла на сезоны, подсезоны, фазы, этапы и т п. Так, В А Фриш различает летний и зимний варианты ландшафтной структуры, а в каждом из них по четыре этапа На примере Белорус­ского Поозерья в зимнем варианте выделяются следующие этапы: 1) формирование — образование первого снежного и ледового по­крова, начало промерзания почв, зимнего покоя растений, спячки животных; 2) консолидация — установление постоянного и сплош­ного снежного и ледового покровов; 3) кульминация — пессималь- ные для биоценозов режимы, самые холодные погоды года; 4) дегра­дация — начало разрушения снежного и ледового покровов при радиационных оттепелях в послеполуденные часы, повышенная ак­тивность не впадавших в спячку животных. Этапы летнего варианта ландшафтной структуры: 1) формирование начало освобождения поверхности суши и водоемов от снега и льда, начало вегетации, активное состояние животного мира; 2) консолидация — начало массового развития листовой поверхности растений; 3) кульмина­ция — наиболее оптимальные в году режимы развития биоценозов и максимальное продуцирование органического вещества (между датами последнего весеннего и первого осеннего заморозков); 4) деградация — заморозки в предутренние часы на поверхности почвы и травяного яруса, в котором происходит массовое отмирание годичных побегов, осеннее окрашивание листвы и листопад — подго­товка растений к зимнему покою ^I

В рамках этапов В. А. Фриш выделяет 35 стадий, в основном связанных с отдельными погодными ситуациями (например, с осад­ками и без осадков, с метелями, волнами холода и т. п.).

А. А. Крауклис, основываясь на материалах стационарных на­блюдений в южной тайге Средней Сибири, разделил годичный цикл функционирования типичной плакорной фации с пихтовым лесом на

12. фаз^II. Приводим их краткую характеристику (в скобках указаны средние даты начала фаз).

1. Предвесенняя фаза (20 III). Переход суточного максимума температур воздуха от отрицательных значений к положительным; таяние снега идет еще слабо.

2. Ранневесенняя фаза (20 IV). Средние суточные температуры воздуха переходят от отрицательных к положительным; часты воз­враты холодов; на открытых местах снег в основном сходит, но в лесу еще сохраняется его значительное количество; интенсивный поверхностный сток.

3. Поздневесенняя фаза — массовое начало вегетации (в тем­нохвойном лесу эта фаза в силу позднего схода снежного покрова практически сливается с последующей).

4. Предлетняя фаза (1 VI). Средний суточный минимум темпера­туры воздуха переходит от отрицательного к положительному; отта­ивает и прогревается корнеобитаемый слой, почва промачивается и заряжается влагой; максимальная мобильность минерального субстрата — оседание, сползание по склонам, размывание днищ и берегов водотоков; интенсивное испарение; первые цветущие рас­тения, восстановление надземных частей у летнезеленых видов, набухание и распускание почек у зимнезеленых.

5. Раннелетняя фаза (15 VI). Начало интенсивного увеличения общего количества живой растительной массы — заметный прирост деревьев по высоте и в толщину;⁴ наиболее интенсивная солнечная радиация, но почва продолжает охлаждаться (на глубине 3 м темпе­ратура достигает годового минимума); влагозапасы в почве убыва­ют из-за интенсивного испарения и транспирации; максимум цвету­щих растений.

6. Позднелетняя фаза (20 VII). Прекращение существенного увеличения количества живой растительной массы; в почве наступа­ет кульминация прогревания, запасы доступной влаги в корнеобита­емом слое в значительной степени истощены; активность биоты затухает, у большинства растений — плодоношение и опадение гене­ративных частей.

7. Предосенняя фаза (20 VIII). Начало массового отмирания зеленых частей-растений.

8. Осенняя фаза (5 IX) Переход суточного минимума температу­ры воздуха от положительных значений к отрицательным; ускорен­ный опад отмерших частей растений и пополнение запасов напочвен­ной органики.

9. Предзимняя фаза (5 X). Переход средних суточных температур воздуха от положительных к отрицательным; продолжается опадение листьев и хвои; частично замерзает подстилка, появляется снег, но на глубине 3 м еще только наступает температурный максимум.

10. Раннезимняя фаза (10 XI). Суточные максимумы температу­ры становятся отрицательными; устанавливается постоянный снеж­ный покров; в корнеобитаемом слое отрицательная температура.

11. Глубокозимняя фаза (5 XII). Существенное замедление об­щего падения температуры воздуха и наступление самых низких ее значений; сильные межгодовые колебания температуры и мощности снежного покрова.

12. Позднезимняя фаза (20 II). Интенсивное повышение дневной температуры воздуха; максимум высоты снежного покрова и влагоза- пасов; в начале фазы — наиболее низкая температура корнеобитае­мого слоя, к концу ее — наибольшая глубина сезонного промерзания.

Стационарные наблюдения пока еще единичны и охватывают короткие временные ряды, не всегда достаточные для выявления средних многолетних показателей. Притом эти наблюдения относят­ся лишь к фациям, и вопрос их экстраполяции, т. е. перехода от отрывочных локальных материалов к характеристике сезонной дина­мики собственно ландшафта, остается нерешенным. Поэтому в на­стоящее время для сравнительной характеристики различных ланд­шафтов сохраняют силу традиционные массовые фенологические наблюдения, требующие, конечно, определенной ландшафтоведче-

ской интерпретации и увязки с другими отраслевыми режимными наблюдениями.

Путем обобщения материалов многолетних климатических, гид­рологических, фенологических и других наблюдений составлена при­веденная ниже характеристика фаз годового цикла для окрестностей Ленинграда (рис. 41, 42). Даты наступления и окончания фаз

л ш

Ш Ш

Гр-

Л

■Гр

■to

ts

-Тр

дМв

І/о

БМ_П

ш

tl5

-Шо

бо

С

Шо-

б.

пм

пн-

л

СУ

3, 3₂ 3j В, В_г В₃ В$ ВІ а? Пі П₂ п₃ О, 0₂ О, 0«, 3,

Рис. 42. Фазы годового цикла и сезонные спектры некоторых явлений для Ленинграда. Зимние фазы: 3| — первая, Зг вторая, Зз третья; весенние фазы- ßi первая. Вг - вторая, Вз— третья (первая подфаза), Вз— третья (вторая подфаза). В\ четвертая (пер вая подфаза), В\ — четвертая (вторая подфаза); летние фазы- Лі первая, «/7₂ вторая. Лз третья; осенние фазы: О\ первая, О2 вторая, О₃ - третья, О* четвертая Перио ды со средними суточными температурами е пределах: tо выше 0^е С, fs выше 5° С, f ю — выше 10° С, /15 — выше 15^е С, t-ъ — ниже 5° С. Прочие показатели БМ_В — безморозный период в воздухе, БМ_Л - безморозный период на поверхности почвы. С период между появлением первого снежного покрова и его окончательным сходом, СУ период с устойчи вым снежным покровом, Л ледостав, П половодье, П„ мерзлое состояние почвы, Т_р вегетация трав, Б активная вегетация березы, 1D активная вегетация широколиственных деревьев, Б₀ осенние фазы вегетации березы (расцвечивание и листопад); *1ІІ„ осенние фазы вегетации широколиственных деревьев, Г_р период между началом при-пета -оконча­нием отлета грачей. / ХП месяцы

определены с учетом периодизации, детально разработанной феноло­гами '.

Зима в умеренном поясе, точнее в условиях континентального бореального и суббореального климата, может быть определена как сезон с устойчивым снежным покровом. Радиационный баланс в это время отрицательный, средняя температура воздуха ниже —5° С. Влагооборот сильно замедлен; осадки, испарение, сток характеризу­ются самыми низкими значениями в году. Реки покрыты льдом.

» ¹ См.: Шульц Г. Э. Общая фенология. Л.. 1981. С. 188.

Вегетация исключена. Резко снижается активность животных; у хо­лоднокровных - зимняя диапауза, большинство птиц еще осенью улетает на юг. Однако у многих представителей активная жизнедея­тельность не прекращается и зимой (волк, лисица, заяц, белка, мышевидные грызуны, глухарь, тетерев, рябчик, некоторые дятлы и синицы, сорока и др.).

Первая фаза зимы, или раннезимняя фаза, первозимье (6 XII — 15 I). Вслед за образованием устойчивого снежного покрова средняя суточная температура переходит через —5°С (9 XII), около этого же времени • максимальная дневная температура переходит через 0° С (что соответствует началу устойчивых морозов). Баланс влаги положителен, начинается накопление снегозапасов, однако высота снежного покрова еще невелика, поэтому происходит сильное охлаж­дение и промерзание почвы, продолжающееся всю зиму. В животном мире завершается подготовка к длительной перезимовке; у пушных зверей и копытных летний мех меняется на зимний.

Вторая фаза зимы, или среднезимье, глубокая зима (15 I —

1 III). За начало можно принять устойчивый переход минимальных суточных температур через ■—10° С. Самое холодное время года, фаза зимней стабилизации геосистем. Количество осадков продол­жает сокращаться, но высота снежного покрова нарастает. Для животных это наиболее тяжелое время (нехватка кормов), однако у лисиц, зайцев, белок начинается гон.

Третья фаза зимы — позднезимняя, или предвесенняя (1— 20 III). Радиационный баланс становится положительным, заметно повышается температура воздуха. Средняя суточная температура переходит через —5° С к концу фазы (14 III). Количество осадков в марте минимальное, высота снежного покрова и запасы воды в нем достигают максимума, снег оседает и уплотняется; сток в марте несколько возрастает. Почва продолжает промерзать. У некоторых птиц начинается предвесеннее оживление.

Началом весны можно считать переход дневной температуры (в 13 часов) через 0° С, наступление радиационных оттепелей и начало разрушения снежного покрова.

Первая фаза весны — начало снеготаяния (20 III — 4 IV). Ради­ационный баланс растет, значительная его часть расходуется на таяние снега и льда. Появляются проталины на ровных местах, но почва продолжает промерзать, максимальная глубина промерзания (52 см) наблюдается в начале апреля. Водоемы еще находятся подо льдом, но сток возрастает, и в конце фазы начинается половодье. Биофенологнческий индикатор наступления весны — первая волна прилета птиц- -грачей (22 III); к концу фазы наблюдается вторая волна (скворцы, зяблики). Появляются первые весенние мухи (28 III).

Вторая фаза весны — завершение снеготаяния — от перехода средней температуры воздуха через 0° С (5 IV) до схода снежного покрова (15 IV). Начинается слабое оттаивание верхних горизонтов почвы, но в основном почва еще мерзлая, и влага частью застаивает­ся на поверхности, насыщая подстилку, частью стекает поверхност­ным и внутрипочвенным стоком. 10 14 IV вскрываются реки, 12 17 IV половодье достигает максимума; на апрель приходится до 40% годового стока. Появляются первые признаки жизнедеятельности растений: начинается сокодвижение у березы (11 IV), у некоторых деревьев и кустарников набухают почки. Цветущих растений в это время еще нет Появляются ранневесенние насекомые — муравьи, бабочки крапивница и лимонница. Продолжается вторая волна прилета птиц; у глухаря, тетерева, рябчика — массовое токование. Пробуждаются от спячки медведь и барсук; у зайца, белки, лисицы рождаются детеныши.

Третья фаза весны — «оживление весны» (15 IV — 10 V) насту­пает после полного схода снежного покрова при средней суточной температуре около 3° С и заканчивается, согласно фенологической традиции, перед началом зеленения березы. В течение первого этапа (подфазы) до перехода средней температуры через 5° С (25 IV) почва полностью оттаивает. Запасы продуктивной влаги в почве к началу этапа максимальны (более 200 мм в верхнем метро­вом слое) и постепенно начинают уменьшаться, растет испаряемость. Интенсивный сток сопровождается максимальным механическим и геохимическим выносом твердого вещества. Зацветают растения, у которых цветение начинается до появления листьев - мать-и-ма­чеха, ольха серая и черная, лещина. В лесной подстилке — оживле­ние беспозвоночных; появляются выбросы дождевых червей. Начи­нается роение комаров-толкунов, пробуждаются земноводные; про­должается прилет птиц.

С переходом средней температуры воздуха через 5° С (вторая подфаза) исчезают последние пятна снега в лесу, заканчивается разрушение ледового покрова на водоемах. Почва на открытых местах к концу этапа прогревается на глубине 20 см до 7—8° С и про­сыхает до мягко-пластичного состояния. Продолжает расти испаряе­мость, и атмосферное увлажнение становится недостаточным. Запа­сы продуктивной влаги в почве сокращаются примерно на 20 мм. Во­зобновляется вегетация однолетних и многолетних трав, появляются первые листья у некоторых кустарников, увеличивается число цвету­щих видов, у березы начинают распускаться почки (2 V). С зацвета­нием насекомоопыляемых растений (главным образом ив) связано пробуждение пчел, шмелей, ос. Вслед за окончательным освобожде­нием от льда водоемов наблюдается массовый прилет водоплаваю­щих птиц, а также многих насекомоядных (4-я волна).

Четвертая фаза весны — «разгар весны» (10 V—10 VI). Про­исходит постепенный переход к летнему 'состоянию ландшафта и формируется зеленый аспект (вне хвойного леса) 16 V отмечается последний заморозок в воздухе, а 20 V на поверхности почвы, и одновременно средняя температура воздуха переходит через 10° С. Количество осадков растет, но относительная влажность воздуха самая низкая в году, и коэффициент увлажнения становится мини­мальным (0,62). Запасы почвенной влаги на открытых участках интенсивно расходуются. Половодье идет на убыль, но на май прихо­дится еще до 15% годового стока.

В этой фазе можно различать два этапа (подфазы) — до и после установления средней температуры воздуха 10° С и окончания замо­розков на поверхности почвы. На первом этапе почва прогревается до 10° С на глубину 20 см и переходит в твердо-пластичное состоя­ние. Это время интенсивного цветения трав, а также некоторых деревьев и кустарников. В основном заканчивается прилет птиц (пятая волна), появляются выводки у глухаря, тетерева, рябчика, новорожденные телята у копытных. Наступает пора сева ранних яровых.

В течение второго этапа заметно активизируется жизнедеятель­ность растительного мира. С переходом средней температуры возду­ха через 10° С трогается в рост ель европейская (20 V), позднее — сосна; 22 V начинается облиствение широколиственных деревьев. К концу этапа завершается формирование полога листвы. В это же время зацветают хвойные, многие лиственные деревья и кустарники (черемуха 23 V, дуб черешчатый 2 VI, рябина 5 VI и др.), травы и кустарнички (черника 20 V, седмичник 28 V, брусника 7 VI).

Начало лета определяется по-разному — датами окончания за­морозков в воздухе или на почве, перехода средней суточной темпе­ратуры воздуха через 15° С и др. Если принять в качестве феноинди- катора зацветание шиповника, то начало лета в Ленинграде придет­ся на 10 VI.

Первая фаза лета (10 VI — 4 VII) — время наибольшей продол­жительности светлой части суток («белых ночей») и максимального притока солнечной радиации. Температура воздуха 21 VI переходит через 15° С. Верхний горизонт почвы на открытых местах теплее воздуха, но под темнохвойным пологом прогревание почвы сильно запаздывает. Количество осадков и испаряемость возрастают, ко­эффициент увлажнения — 0,70. Запасы продуктивной почвенной влаги продолжают сокращаться (примерно до 120 мм под зерновыми посевами). Сток также сокращается, составляя всего около 5% от годового. Интенсивно растет вегетативная масса. Листва на деревь­ях и кустарниках достигает полного развития; быстро растут побеги. Цветут многие кустарники, лесное крупнотравье, основные злаки суходольных лугов, большинство водных растений. В животном мире — пора усиленного размножения насекомых, земноводных, пресмыкающихся и птиц.

Вторая фаза лета (4 VII — 3 VIII) не отделяется четко от первой. Условный феноиндикатор — созревание черники. Это самая теплая часть года со средней температурой около 17° С. Испаряемость достигает максимума, и коэффициент атмосферного увлажнения составляет всего 0,69. Почвенные запасы влаги на безлесных учас­тках к концу этой фазы оказываются минимальными (около 100 мм в метровом слое почвы). Сток также подходит к своему минимуму (2—3% от годового). В отдельные годы дефицит осадков влечет за собой пересыхание торфяников, высыхание лесных ягод, усиление пожарной опасности в лесах У большинства ягодников (черники, земляники, морошки, голубики, малины) созревают плоды. Цветение наблюдается у позднецветущих видов, в том числе у таволги, липы мелколистной и вереска. В животном мире значительно снижается интенсивность размножения; птицы в основном заканчивают выкар­мливание птенцов; очень активны кровососущие насекомые.

Третья фаза лета — позднелетняя, или спад лета (4 VIII— 23 VIII) характеризуется плавным снижением температуры при сохранении общего летнего аспекта — до появления первых четких признаков пожелтения листвы у листопадных деревьев, намечающе­гося вскоре после обратного перехода суточной температуры воздуха через 15° С (17 VIII). Осадки в это время максимальны, испаряе­мость заметно падает и атмосферное увлажнение становится избы­точным. Запасы влаги в почве начинают пополняться, намечается также увеличение стока. Созревают плоды брусники (5 ѴІП), ряби­ны (18 VIII), майника, ландыша и др. При рост у деревьев прекраща­ется; у трав намечается отмирание побегов (пожелтение вегетатив­ных частей у кислички, седмичника), к концу периода появляются первые желтые листья у вяза и липы мелколистной. Птицы собира­ются в стаи, первыми отлетают на юг черные стрижи. Насекомые еще активны.

Фенологическим признаком наступления осени считается начало пожелтения листьев березы, знаменующее завершение вегетации.

Первая фаза осени (23 VIII—21 IX) продолжается до начала заморозков на поверхности почвы. В начале этапа средняя темпера­тура воздуха около 14° С, в конце — около 8° С. Количество осадков снижается, но еще более резко падает испаряемость, увлажнение явно избыточное; продуктивные запасы влаги в метровом слое почвы увеличиваются к концу данной фазы примерно до 150 мм; постепенно возрастает сток (на сентябрь приходится 5—6% годовой нормы). Вслед за березой начинается пожелтение листьев у осины, рябины, черемухи, дуба, некоторых кустарников. В ходе расцвечивания лист­вы начинается листопад (у березы 14 IX). Желтеет и опадает хвоя сосны. Созревают семена у сосны и ели, плоды лещины, дуба, на болотах клюквы. Заканчивается отмирание генеративных побегов у луговых злаков и разнотравья. В связи с заметным уменьшением количества насекомых начинается отлет ласточек и других насекомо­ядных птиц. Заканчивается уборка зерновых, увядает ботва карто­феля; в конце августа начинается сев озимой ржи.

Вторая фаза осени (золотая осень) (21 IX — 13 X) — от первых заморозков на почве до завершения листопада. Средняя температу­ра воздуха в это время снижается с 8 до 5° С. Осадки продолжают уменьшаться, но испаряемость сокращается быстрее, коэффициент увлажнения приближается к 2,0, запасы влаги в почве увеличивают­ся, сток продолжает медленно расти. Фотосинтез практически пре­кращается Главные биотические процессы — интенсивное расцвечи­вание и листопад летнезеленных деревьев и кустарников. Полное пожелтение липы мелколистной отмечается 29 IX, березы и осины —

5. X, дуба — 8 X; листопад заканчивается у липы 7 X, березы —

12. X. Происходит массовое созревание семян хвойных и плодов ряда лиственных. В середине этой фазы наблюдается массовый отлет водоплавающих и болотных птиц, а также первых зерноядных — зябликов и дроздов. К концу фазы исчезают насекомые.

Третья фаза осени (глубокая осень) (13 X—1 XI) — между окончанием листопада (совпадающим с переходом средней темпера­туры через 5° С) и появлением первого снежного покрова. В конце этапа средняя температура воздуха снижается до 2° С. Запасы влаги в почве продолжают пополняться; слой стока возрастает. Заморозки в это время ежедневны. Вне хвойных лесов господствует безлистный аспект. Начинается массовый прилет зимующих птиц, у оседлых птиц еще наблюдается оживление.

Четвертая (предзимняя) фаза осени (1 XI — 6 XII) между появлением первого снежного покрова и образованием устойчивого покрова. Приход солнечной радиации резко сокращается, радиаци­онный баланс становится отрицательным; средняя суточная темпера­тура воздуха переходит 9 XI через 0° С и к концу фазы приближает­ся к —5° С. Часто чередуются морозные дни и оттепели, снежный и бесснежный аспекты. Интенсивность влагооборота все снижается. Наблюдается вторичный максимум стока (в ноябре около 10% годовой нормы), возможны дождевые паводки. В начале ноября начинается промерзание почвы на открытых местах. Мелкие водое­мы замерзают после перехода температуры через 0° С, ледостав на реках наступает в конце фазы. Деревья и кустарники находятся в состоянии покоя; многие травы, некоторые кустарнички, а также всходы озимых уходят под снег зелеными Подавляющее большинст­во холоднокровных животных забирается в зимние убежища и впа­дает в диапаузу, хотя в конце этапа еще можно встретить комаров- толкунов. У белок и зайцев летний мех меняется на зимний.

Описанная структура годового цикла более или менее типична для умеренно-континентальных таежных ландшафтов. Другие типы ландшафтов требуют иной периодизации и иных критериев для установления фаз годового цикла. Различные соотношения режимов тепла и влаги обусловливают большое многообразие сезонных струк­тур ландшафтов. В размещении типов годичного цикла функциони­рования хорошо прослеживается зональная закономерность, что наглядно иллюстрирует рис. 43. Рисунок представляет собой про­странственно-временную графическую модель в виде профиля (тран- секта), пересекающего территорию Западной Сибири, Казахстана и Средней Азии от арктической тундры до южных пустынь. На нем отображена смена рсновных (укрупненных) фаз годового цикла

Рис. 43. Сезонная структура равнинных ландшафтов Западной Сибири, Казахстана и Средней Азии (пространственно-временной трансект по линии Дровяной (п-ов Ямал) Тургай Чарджоу).

Ландшафтные зоны и подзоны: а туидра арктическая, б тундра типичная, в тундра южная, г лесотундра, д тайга северная, е тайги средняя, ж тайга южная, з подтайга, и лесостепь, к степь северная, л — степь типичная, м - степь южная, н полупустыня, о - пустыня северная, п пустыня южная Фазы годового цикла: 1 зимняя и предвесенняя (устойчивый снежный покров), 2 ранневесенние и предзимние (неустойчи вый снежный покров), 3 ранневесенняя бесснежная (иредвегетационная), 4 фазы актив ной вегетации в тундре, 5 начальные фазы вегетации в лесных, лесостепных и степных ландшафтах, 6 весенние и раннелетние фазы максимальной активности вегетации в пустыне и полупустыне, 7 поэдневесенние н раннелетние фазы активной вегетации древесной расти тельности в тайге, подтайте и лесостепи, 8 основные фазы вегетации в степи, 9 фазы летнего угасания вегетации в пустыне н полупустыне, 10 сухая летняя фаза (выгорание растительности) в пустыне, 11 фаза осеииего угасания вегетации в тундре, 12 то же, в тайге, подтайте и лесостепи. 13 - позднеосенние послевегетационные фазы, 14 хроно изоплеты средних суточных температур воздуха, 1 XII месяцы года

Ш' г_> га* к

19 t :-|ю ['Ш\и I ..!'? V//Aa

одновременно в пространстве по широте (по оси абсцисс) и по времени- в годичном цикле (по оси ординат).

В тех ландшафтах, где влаги в течение всего года достаточно и она не служит лимитирующим фактором, внутригодовой ритм подчинен термическому режиму, что особенно ярко проявляется в условиях значительной термической контрастности сезонов. Неко торые биологические процессы проявляют более прямую связь с ре­жимом освещенности. Сокращение светового дня осенью влияет на отмирание листьев деревьев, кустарников и летнезеленых трав. Длительный световой день отчасти компенсирует недостаток летнего тепла, так что растения одних и тех же видов вступают в соответ­ствующие фазы вегетации в высоких широтах при более низких температурах, чем в умеренных. В тропических и субэкваториальных широтах, отличающихся круглогодичной высокой теплообеспеченно- стью, сезонный ритм функционирования геосистем определяется в первую очередь режимом атмосферного увлажнения. В экватори­альной зоне с ее ровным температурным режимом (колебания средних суточных температур не превышают 2—3° С) и постоянной влажностью сезонная динамика практически не выражена и на передний план выступает суточный ритм функционирования.

Таким образом, гидротермические показатели имеют универсаль­ное значение, и для построения общей классификации фаз годового цикла следует прежде всего разработать единые шкалы теплообеспе­ченности и увлажнения ландшафтов. Для разграничения термиче­ских фаз можно принять температурную шкалу с пятиградусными интервалами средних суточных температур начиная с —5° С. Пери­од со средними суточными температурами ниже — 5° С — это зима в наиболее точном смысле слова, т. е. морозная и снежная фаза. В умеренном поясе с переходом средних температур через —5° С (при спаде) приблизительно совпадают переход максимальных днев­ных температур через 0° С, начало устойчивых морозов и постоянно­го (устойчивого) снежного покрова, ледостава на реках. С перехо­дом средней температуры через —5° С при ее подъеме обычно начинается разрушение устойчивого снежного покрова. С повышени­ем средней температуры до 0^е С устойчивый покров разрушается и резко ускоряется окончательный сход снега. Переход температуры через 5^е С знаменует начало вегетации ранневегетирующих расте­ний; после наступления температуры 10° С начинается основной вегетационный период, в фенологии и агроклиматологии этому рубе­жу придается важное значение, он близок к температурному порогу многих культур (кукурузы, подсолнечника, хлопчатника, южных плодовых и др.). При спаде температуры до 10° С начинаются осенние процессы; с осенним переходом через 5° С обычно заканчи­вается листопад, растения и животные готовятся к зимнему покою; переход температуры через 0^е С практически совпадает с первым снежным покровом.

Более сложный вопрос — определение временных рубежей в го­довом режиме увлажнения. По-видимому, наилучший показатель - запасы влаги в почве, но данные по ним отрывочны и далеко не всегда надежны. В качестве универсального показателя, допускаю­щего полную сравнимость, можно принять коэффициент увлажнения Высоцкого — Иванова, хотя между почвенным и атмосферным ув­лажнением нет прямой связи. Периодизация фаз по коэффициенту увлажнения требует поправок с учетом процесса накопления и рас­ходования влаги в ландшафте. Наиболее заметное несовпадение режимов атмосферного и почвенного увлажнения характерно для многоснежных ландшафтов.

В предлагаемой шкале приняты следующие градации для терми­ческой составляющей сезонного гидротермического режима (в скоб­ках — интервалы средних суточных температур): 0 — морозная (ни­же — 5° С), 1 — умеренно холодная (от —5 до 0° С), 2 — прохлад­ная (от 0 до 5° С), 3 — умеренно теплая (от 5 до 10° С), 4 теплая (от 10 до 15° С), 5 — очень теплая (от 15 до 20° С), 6 — жаркая (от 20 до 30° С), 7 — очень жаркая (выше 30° С).

В режиме увлажнения различаются следующие фазы по коэффи­циенту увлажнения (К): А — влажная (К > 1,0), Б — полувлаж- ная (К = 0,6 -г- 1,0), В полузасушливая (К = 0,3 -г- 0,6), Г- засушливая (К = 0,2 -4- 0,3), Д — сухая (К = 0,1 -4 0,2), Е — очень сухая (К = 0,02 -=-0,10), Ж - крайне сухая (К < 0,02).

Комплексные гидротермические характеристики сезонных фаз складываются из обеих составляющих (например, 5Б очень теп­лая полувлажная фаза, 6Д — жаркая сухая фаза и т. д.).

Изменчивость, устойчивость и динамика ландшафта

Сезонные флюктуации функционирования ландшафта — далеко не единственное проявление его изменчивости во времени. Изменчи­вость наблюдается как в более узком, так и в более широком диапа­зоне времени, чем годичный цикл Хорошо известен суточный ритм. Смена дня и ночи сопровождается колебаниями освещенности, тем­пературы, влажности воздуха, что, в свою очередь, влечет пульсацию вертикальных (конвекционных) и латеральных (склоновых, горно­долинных, бризовых) потоков воздуха, отчасти также атмосферных осадков (послеполуденные дожди в экваториальных широтах), про­цессов замерзания и оттаивания, физического выветривания, фо­тосинтеза, дыхания.

Годичный цикл с его сезонными фазами, таким образом, может быть «разложен» на более дробные временные составляющие. Но, с другой стороны, осредненный (средний многолетний) годичный цикл не выявляет полного диапазона колебаний отдельных парамет­ров функционирования ландшафта, его многолетней изменчивости, возможных аномалий, экстремальных ситуаций и трендов.

Для Ленинграда, например, при средней температуре самого холодного месяца —7,9° С и самого теплого + 17,8° С зафиксирова­ны экстремумы —36 и +34° С, т. е. годовая амплитуда средних температур составляет 25,7, а экстремальных — 70° С. Годовое коли­чество осадков составило в 1920 г. 417 мм, а в 1935 г. 825 мм. Сред­няя дата последнего заморозка в воздухе приходится на 5 мая, но самая ранняя — на 9 апреля, а самая поздняя — на 28 мая; первый заморозок наблюдается в среднем 9 октября, крайние даты - 15 сентября и 17 ноября Следовательно, продолжительность безмо­розного периода для отдельных лет колеблется от 118 до 190 сут при средней многолетней 156. Еще более разителен диапазон межгодо- вых колебаний даты образования устойчивого снежного покрова: от 27 октября до 20 февраля (средняя дата — 6 декабря), т. е. разница составляет 116 сут. Отклонения фенодат от средних многолетних в основном около ±20 сут, причем наиболее сильные колебания наблюдаются весной, летом же даты более устойчивы.

Известны аномальные в гидротермическом отношении отдельные годы и многолетние периоды. Так, в конце XIX первой половине XX в. наблюдалось общее потепление климата по сравнению с пре­дыдущими десятилетиями; за последние 30 лет фенологические явления наступали на 8—12 сут раньше, чем 100 лет назад. Но на общем фоне потепления выделялись годы с аномально холодным вегетационным периодом и очень суровой зимой (1955/56, 1965/66, 1978/79, 1986/87). Чередование сухих и влажных периодов и отдель­ных лет особенно характерно для семигумидных и семиаридных ландшафтов. В полупустыне и сухой степи Восточной Европы засухи повторяются в среднем через год, в типичной степи — через 2—3 го­да, в лесостепи через 3—4 года.

В 1972 г. засуха охватила обширную территорию европейской части СССР, над которой летом образовался устойчивый анти­циклон. Средняя температура воздуха была на 2—4° С выше нормы, а количество осадков составило от 30 до 80% средней многолетней величины. В лесной части Русской равнины в этот год фенологиче­ские явления протекали быстрее, чем обычно, особенно на юго- западе (в зоне широколиственных лесов), где основные фенодаты наступили на 10—20 дней раньше. В дубравах запасы почвенной влаги расходовались очень быстро, ассимиляция была сильно по­давлена, уменьшилась продуктивность древесного и травяного яру­сов, пожелтение листьев началось раньше обычного, усилилось их поражение вредителями и грибковыми заболеваниями. Однако мас­совое пожелтение березы и ряда других деревьев и кустарников наступило позже средних сроков

Влияние гидротермических аномалий на биоту зависит от сочета­

ния многих условий. Специфика данного вегетационного периода сама по себе еще не определяет реакции растений, так как многое зависит от характера предшествующих сезонов. Так, высокая тепло- обеспеченность летом, теплая и сухая осень благоприятствуют после­дующей перезимовке. Но сильная засуха может способствовать снижению зимостойкости у незасухоустойчивых видов. Влияние сильных засух на древесную растительность может сказаться через несколько лет. По наблюдениям А. А. Крауклиса, изменения в коли­честве осадков проявляются в продуцировании биомассы деревьев с опозданием на 5 лет.

Когда сухие или влажные периоды следуют по нескольку лет подряд, в ландшафтах наблюдаются более существенные изменения. Так, по данным В. А. Фриша, в степных ландшафтах Юго-Восточно­го Забайкалья с 1952/53 гг. начался влажный период. Если в 1940 1951 гг. среднее количество осадков вегетационного периода состав­ляло 247 мм, то в 1952 1963 гг. 309 мм, а в 1958 г. сумма осадков в 3 раза превысила норму. Это привело к трансгрессии озер, активи­зации родников и мерзлотно-наледных явлений. В доминирующих пижмовых и вострецовых сообществах усилилась роль мезофильного разнотравья, увеличилась биологическая продуктивность. (В сухие и жаркие годы наблюдается наступление более конкурентноспособ­ных ковыльных сообществ.)

Климатические аномалии имеют обычно макрорегиональный ха­рактер и охватывают территории целых секторов. При этом нередко наблюдается гетерохронность процессов в соседних секторах, напри­мер наступление аномально влажных лет в, Восточной Европе сопро­вождалось усилением сухости в Западной, что связано с установле­нием меридионального типа циркуляции атмосферы.

Многолетняя изменчивость неоднозначно проявляется в разных ландшафтах, а в одних и тех же ландшафтах — у разных компо­нентов и морфологических подразделений. К. Н. Дьяконов определил изменчивость некоторых зональных типов ландшафтов Западной Сибири по трем показателям с помощью коэффициента вариации по формуле

где С—коэффициент вариации; К — модульный коэффициент (отношение годового значения к среднему многолетнему); п число лет.

Оказалось, что С годового количества осадков возрастает от 12,0 в северной тайге до 19,5 в лесостепи, а годового стока в том же направлении от 20 до 45—70. Прирост сосны по диаметру обнару­жил наименьшую изменчивость в южной тайге (С = 21), а наиболь­шую в лесостепи (С = 33). В целом изменчивость возрастает от 216

тайги к лесостепи, а на топологическом уровне - от автономных фаций к подчиненным.

Изменчивость ландшафтов обусловлена многими причинами, она имеет сложную природу и выражается в принципиально различных формах.

Прежде всего следует различать в ландшафтах два основных типа изменений, которые Л. С. Берг еще более полувека назад назвал обратимыми и необратимыми. К первым он относил сезонные смены, которые, по его выражению, «не вносят, в сущности, ничего нового в установившийся порядок вещей», а также изменения катастрофического характера (землетрясения, сильные пожары и т. п.), после которых «ландшафт восстанавливается приблизитель­но до состояния, бывшего до катастрофы». При необратимых, или прогрессивных, сменах «возврата к прежнему состоянию не происхо­дит: изменения идут в одну сторону, в определенном направле­нии»

Изменения первого типа не приводят к качественному преобразо­ванию ландшафта, они совершаются, как отметил В. Б. Сочава, в рамках одного инварианта, в отличие от изменений второго типа, которые ведут к трансформации структур, т. е. к смене ландшафтов. Все обратимые изменения ландшафта образуют его динамику, тогда как необратимые смены составляют сущность его развития. Динами­ка, таким образом, входит в понятие инварианта ландшафта, в ней выражается временная упорядоченность состояний ландшафта как его структурных элементов. Поэтому динамику иначе можно опреде­лить как смену состояний геосистем в рамках одного инварианта, в то время как развитие есть смена самого инварианта.

Под состоянием геосистемы подразумевается упорядоченное со­отношение параметров ее структуры и функций в определенный промежуток времени. Состояние геосистемы находится в соответст­вии с входными (внешними) воздействиями (например, потоком лучистой энергии Солнца, атмосферными осадками). Устойчивую смену состояний геосистемы в пределах суточных и годовых циклов можно назвать режимом функционирования геосистемы. Закономер­ный переход одного состояния в другое (например, дневного в ноч­ное, осеннего в зимнее) дал основание Н. Л. Беручашвили ввести понятие о поведении природных территориальных комплексов.

Важно различать состояния разных порядков по их продолжи­тельности. Н. Л. Беручашвили выделяет состояния кратковременные (продолжительностью до 1 сут), средневременные (от I сут до I года) и длительновременные (более I года). Кратковременные состояния могут сменяться через несколько часов и даже минут (например, при переменной облачности - закрытости или открыто­сти диска Солнца), но не затрагивают глубоко геосистему. Длитель­новременные состояния мало изучались. Ландшафтоведу на практи­ке чаще всего приходится иметь дело со средневременными состояни­ями ландшафта и подчиненных ему геосистем. Они связаны прежде всего с сезонной динамикой (фазы годового цикла), кроме того, с различными погодными ситуациями преимущественно циркуляци­онного происхождения. Н. Л. Беручашвили ввел понятие о стексах как среднесуточных состояниях геосистем, обусловленных главным образом положением данных суток в годовом цикле функционирова­ния и колебаниями циркуляционных процессов в атмосфере.

В отличие от сезонных фаз, сменяющихся в строго обязательной последовательности, стексы не образуют последовательного времен­ного ряда. Фаза снеготаяния, например, следует строго после зимней стабилизации и предшествует весеннему оживлению природных про­цессов. Но каждая из этих фаз складывается из ряда суточных состояний, которые могут меняться местами. После снеготаяния может образоваться временный снежный покров на несколько дней (как бы регрессивный стекс); весной возможны возвраты холодов, ясные дни чередуются с дождливыми, зимой бывают теплые вторже­ния и оттепели, предзимняя фаза характеризуется частым и нерегу­лярным чередованием снежных и бесснежных состояний, морозных дней и оттепелей и т. д.

Стексы, следовательно, представляют собой более дробные кате­гории состояний, подчиненные сезонным фазам и в то же время раскрывающие их структуру. Стексы классифицируются по тем признакам, что и фазы годового цикла, т. е. по термическим услови­ям и увлажнению, и их высшие классификационные объединения — типы стексов (морозные снежные, прохладные влажные, жаркие сухие и т. п.) — по существу совпадают с фазами годового цикла. Надо заметить, что практически стексы изучаются на уровне фаций.

Динамика ландшафта обусловлена преимущественно, но не ис­ключительно, внешними факторами и имеет в значительной степени ритмический характер. Рассмотренные ранее суточный и сезонный ритмы, с которыми мы встречаемся повседневно, связаны с плане­тарно-астрономическими причинами. Более или менее достоверно установлены различные ритмы большей продолжительности. Внутри- вековые и вековые ритмы - гелиогеофизические по происхождению, т. е. связаны с проявлениями солнечной активности, которые вызы­вают возмущения магнитного поля Земли и циркуляции атмосферы, а через последнюю — колебания температуры и увлажнения. Наибо­лее известны 11-летние, а также 22--23-летние ритмы этого типа, кроме того, намечаются ритмы в 26 месяцев, 3—4, 5—6, 80—90, 160—200 лет.

Сверхвековой 1850-летний ритм обусловлен изменчивостью при­ливообразующих сил в зависимости от взаимного перемещения Земли. Солнца и Луны и выражается в планетарных колебаниях климата. Более продолжительные ритмы (21, 42—45, 90, 370 тыс. лет) объясняют колебаниями эксцентриситета земной орби­ты; с этими ритмами некоторые исследователи связывают чередова­ние ледниковых и межледниковых эпох. Наконец, геологические ритмы измеряются миллионами лет. Самые большие геологические циклы (165 180 млн. лет) проявились в главных орогенических эпохах фанерозоя — каледонской, мезозойской и кайнозойской.

Природа многих ритмов, особенно большой продолжительности (низкочастотных), еще не вполне ясна и механизм их географиче­ских проявлений изучен недостаточно. Надо заметить, что большин­ство из них имеет квазипериодический характер. Даже в тех случа­ях, когда факторы ритмических колебаний изменяются строго перио­дически (что .относится ко всем астрономически обусловленным ритмам, в том числе суточному и годичному), их географическим проявлениям не свойственна строгая повторяемость через одни и те же интервалы. Это объясняется очень сложным, опосредованным проявлением внешних импульсов в географической оболочке и ее ландшафтах — прежде всего в силу неодинаковой инерционности компонентов, о чем уже говорилось. В результате наблюдаются большие или меньшие сдвиги по фазе в ритмах отдельных компо­нентов, а кроме того, гетерохрОнность ритмических колебаний в раз­ных регионах. При этом у разных параметров амплитуда колебаний оказывается неодинаковой — вплоть до полного затухания (напри­мер, амплитуда сезонных колебаний температур в почве меньше, чем в воздухе, и постепенно затухает с глубиной).

Различные ритмы проявляются в ландшафте совместно и однов­ременно, интерферируя, т. е. накладываясь один на другой. Это обстоятельство затушевывает четкость ритмов и затрудняет их рас­членение. Не все ритмы в равной степени актуальны для ландшафто- ведческого изучения. Геологические и сверхвековые циклы, проявля­ющиеся в планетарных масштабах, перекрывают время существова­ния отдельных ландшафтов и имеют отношение к динамике эпи­геосферы в целом, они обычно служат объектами палеогеографиче­ских исследований.

Наряду с экзодинамически ми («вынужденными») ритмическими колебаниями, обусловленными внешними факторами, в эпигеосфере наблюдаются автономные колебания, возникающие из-за инерци­онности тех или иных компонентов и действия прямых и обратных отрицательных связей. Наибольшее планетарное («надландшаф- тное») значение имеют многовековые автоколебания в подсистеме океан — ледники - - атмосфера. Ледники и особенно Мировой океан отличаются высокой инерционностью и медленно реагируют на изме­нения солярного климата. В результате действия отрицательных обратных связей в подсистеме возникают собственные колебания, проявлением которых, возможно, служит пульсация оледенений. Автоколебания, накладываясь на экзодинамические колебания, еще более усложняют ритмику природных процессов. Примером со­бственно эндодинамических колебаний в более ограниченных про­странственных и временных масштабах могут служить возрастные смены поколений древостоя в лесных ландшафтах.

Особый тип динамических изменений представляют восстанови­тельные (сукцессионные) смены состояний геосистем после катас­трофических внешних воздействий - - вулканических извержений, землетрясений, ураганов, наводнений, пожаров, нашествий грызунов и т. п. Для геосистемы локального уровня подобные воздействия часто оказываются критическими, т. е. ведут к необратимым измене­ниям. Постоянные, но более или менее кратковременные нарушения, не затрагивающие инварианта, приводят к появлению различных переменных состояний фаций, или серийных фаций, по В. Б. Сочаве. Серийные фации обычно недолговечны и представляют собой те или иные стадии формирования коренной структуры. В конечном счете, пройдя ряд сукцессионных смен, они достигают эквифинального состояния, т. е. устойчивого динамического равновесия. Совокуп­ность всех переменных (динамических) состояний фации, подчинен­ных одному инварианту, В. Б. Сочава называет эпифацией. Здесь мы пока не касаемся нарушений, вызываемых деятельностью человека (они рассматриваются в главе 7).

Многие вопросы динамики и пространственно-временного анали­за геосистем, включая понятия о состояниях, динамических (сукцес­сионных) сменах и др., разработаны в основном на примере эле­ментарных единиц — фаций.

Познание динамики ландшафта как интегрального процесса, охватывающего все подчиненные локальные геосистемы, и как важ­ного аспекта его пространственно-временной организованности — сложная и еще не решенная задача. Существенную помощь могут оказать графические пространственно-временные модели, аналогич­ные той, которая применена к характеристике зональных законо­мерностей изменения сезонных структур ландшафтов (рис. 43), а также динамические ландшафтные карты.

Приведем (с некоторыми упрощениями) пример, относящийся к динамике ландшафта Мюссерской возвышенности в Колхидской ландшафтной провинции '. На рис. 44 по оси абсцисс нанесены границы фаций, расположенных в сопряженном ряду от гребня до днища ущелья (с перепадом высот около 110 м) — по линии секуще­го профиля, так что сохраняются соотношения фаций по ширине. По оси ординат в масштабе времени откладываются границы стексов (здесь- в несколько обобщенном виде). Таким образом, мы полу­чаем пространственно-временную схему, на которой представлены все внутригодичные состояния типичных фаций одного ландшафта в их реальных соотношениях как во времени, так и в пространстве. Правда, пространство представлено здесь как одномерное — только по его линейной протяженности, но если по оси абсцисс отложить не ширину фаций, а их площади, мы получим двухмерную характери­стику пространства.

На схеме нашли наглядное отражение как общие черты сезонной динамики типичных фаций (фацию, обозначенную буквой Г, можно считать доминантной), так и их специфические особенности. Напри-

Рис. 44. Пространственно временная схема состояний (стексов) фаций Мюссерской возвышенности (по Г. А. Исаченко, 1986)

Фации: А гребни с редкотравными лесами из грузинского дуба на сильноскелетных желто лемах, Б крутые верхние склоны с редкотравными лесами из грузинского дуба иа скелетных желтоземах, В средние склоны средней крутизны с лесами из грузинского дуба с вечнозеле пым подлеском из поитийского рододендрона на желтоземах, Г крутые и средней крутизны нижние склоны с полидомииантиымн колхидскими лесами с вечнозеленым подлеском на жел­то-бурых почвах, Д террасы с полидоминантными колхидскими лесами на аллювиальных почвах.

Стексы: 1 зимние очень прохладные и прохладные бесснежные с активно функционирующим травяным покровом, /а то же, с интенсивным приростом и цветением зфемеров, 2 зимние прохладные с формирующимся травяным покровом и функционирующей листвой вечнозелено­го подлеска, 3 ранневесенние умеренно теплые с начинающимся облнствением деревьев. За то же, с началом отмирания эфемеров, цветением лавровишни и земляничного дерева, 4 средневесенние умеренно теплые и теплые, деревья облиствены менее чем на 80%, эфеме­ры полностью отмерли, 4а то же. с приростом новых листьев и цветением у понтийского рододендрона, 5 -- позд не весенние умеренно теплые и теплые, деревья облиствены на 80 95%, 6 летние теплые и жаркие, активно функционируют деревья и кустарники, максимум массы мезофильиых листьев. 6а то же, с появлением ветоши трав в связи с недостатком влаги в почве, 7 летние жаркие и теплые с некоторым пожелтением листьев деревьев и родо- існдрона, 8 раннеосенние умеренно теплые и прохладные, пожелтение листьев, начало іистопада, 9 - среднеосенние прохладные и умеренно теплые, желтеет 90 100% мезофиль ных листьев, опадает 30 60%, № позднеосенние прохладные, листопад деревьев заканчи кается.

Примечание Очень прохладным стексам соответствует примерный интервал средних суточных температур от 0 до 5^е С, прохладным от 5 до 1.0^е С, умеренно теплым — от 10 до 15° Г. теплым от I 5 до 22“ С, жарким выше 22^е С ГІо увлажнению все стексы гумидиые мер, зимние стексы, обозначенные номером 2, свойственны только фяциям нижней части профиля, летние стексы 6а — только фациям гребней. Идентичные летние состояния в пригребневых фациях и верхних частях склонов более продолжительны, чем в остальных фациях, а весенние состояния более сжаты и т. д.

Графическую пространственно-временную модель дополняют и конкретизируют карты, на которых фактические площадные со­отношения различных состояний могут быть отображены для любого момента или отрезка времени. На рис. 45 показаны отдельные приме­ры, представляющие как бы выборочные временные срезы непрерыв-

I а

Рис. 45. Фрагменты сезонных ландшафтных карт Мюссерской возвышенности (по Г. А. Исаченко):

/ базовая ландшафтная карта, II стексы 25 30 января 1981 г.,/// стексы 15—19 марта

1981 г., 4 стексы 26 августа 2 сентября 1981 г

Условные обозначения те же, что на рнс. 44; а — б — линия профиля

ного процесса. Подобные динамические карты наиболее полно и точ­но, без разрывов, передают пространственные соотношения, но естес­твенно фиксируют лишь дискретные ситуации во времени.

Динамика ландшафта — очень емкое и многоплановое понятие, одно из узловых в ландшафтоведении. С динамикой связаны многие другие свойства геосистем. С одной стороны, динамика по существу перекрывается с функционированием: высокочастотные динамиче­ские колебания — до года включительно - относятся к функциони­рованию, а колебания с более длительным временным диапазоном можно рассматривать как многолетние и вековые флюктуации фун­кционирования. С другой стороны, динамика имеет близкое отноше­ние к эволюции и развитию, хотя вовсе не тождественна им: в ходе динамических изменений закладываются тенденции будущих корен­ных трансформаций ландшафта, на чем в дальнейшем нам предстоит остановиться .особо. Наконец, динамика ландшафта диалектически связана с его устойчивостью: именно обратимые динамические смены указывают на способность ландшафта возвращаться к исходному состоянию, т. е. на его устойчивость. В ходе динамической смены состояний ландшафт остается «самим собой» до тех пор, пока его устойчивость не будет нарушена теми или иными внешними или внутренними причинами.

Под устойчивостью системы подразумевается ее способность сохранять структуру при воздействии возмущающих факторов или возвращаться в прежнее состояние после нарушения. Проблема устойчивости ландшафта приобретает важное практическое значе­ние в связи с нарастающим техногенным «давлением». Ландшафт, как и любая геосистема, несомненно обладает устойчивостью в опре­деленных пределах. Однако пределы эти пока еще не установлены и механизм устойчивости не изучен.

Устойчивость не означает абсолютной стабильности, неподвиж­ности. Напротив, она предполагает колебания вокруг некоторого среднего состояния, т. е. подвижное равновесие: Надо полагать, что чем шире естественный, «привычный» диапазон состояний, тем мень­ше риск подвергнуться необратимой трансформации при аномальных внешних воздействиях. Например, ландшафты экваториальных ле­сов, существующие длительное время в стабильных и узко ограни­ченных условиях теплообеспеченности и увлажнения, менее приспос- блены к резким аномалиям этих условий, чем ландшафты умеренных широт. Однако противостоять подобным аномалиям позволяют внут­ренние механизмы саморегулирования, присущие различным ланд­шафтам. Благодаря отрицательным обратным связям эффект внеш­них воздействий «гасится» или, во всяком случае, ослабляется. Один из простых случаев: уменьшение стока в бессточное озеро вызывает сокращение площади зеркала, а тем самым — испарения, и таким образом восстанавливается водный баланс (устанавливается новое подвижное равновесие).

В саморегулировании геосистем особенно большую роль играет биота — важнейший стабилизирующий фактор благодаря ее мо­бильности, широкой приспособляемости к абиотическим факторам, способности восстанавливаться и создавать внутреннюю среду со специфическими режимами — световым, тепловым, водным, мине­ральным. Так, упомянутый экваториальный лес противостоит интен­сивному вымыванию элементов минерального питания из почвы путем накопления их в биомассе и интенсификации внутреннего оборота элементов. (Это свойство присуще в большей или меньшей степени и другим лесным сообществам.) Отсюда следует, что высо­кая интенсивность биологического круговорота и соответственно биологическая продуктивность служат одним из существенных усло­вий и показателей устойчивости геосистемы.

Роль других компонентов в поддержании устойчивости неодноз­начна и подчас противоречива. Климат и влагооборот быстро реаги­руют на входные воздействия и сами по себе крайне неустойчивы, но быстро восстанавливаются. Твердый фундамент — один из наиболее устойчивых компонентов, но в случае нарушения не способен восста­навливаться, и поэтому его нарушение (в основном в результате денудации) ведет к необратимым изменениям в ландшафте. Ста­бильность твердого фундамента, таким образом, важная предпосыл­ка устойчивости ландшафта. Но основным стабилизирующим факто­ром, поддерживающим гравитационное равновесие в системе и пре­пятствующим денудации, служит растительный покров. Следова­тельно, и с этой точки зрения следует признать, что в механизме саморегулирования ландшафта биоте принадлежит ведущая роль.

Вопрос о мере устойчивости ландшафта, по существу, еще не обсуждался. Исходя из сказанного, можно в первом приближении считать косвенной мерой устойчивости запасы биомассы в ландшаф­те и ее продуктивность. Поскольку же эти показатели определяются в первую очередь соотношением теплообеспеченности и увлажнения, то оптимальное соотношение этих двух факторов должно, по-видимо­му, рассматриваться также как важный критерий устойчивости ландшафта.

Устойчивость всякого ландшафта, разумеется, относительна и имеет свои пределы. Рано или поздно ландшафт подвергнется трансформации в ходе своего развития, которое будет предметом нашего дальнейшего рассмотрения. Любая система устойчива при сохранении важнейших параметров внешней среды. При сохранении определенной стабильности зональных и азональных условий все современные ландшафты будут оставаться устойчивыми, и диапазон параметров внешней среды, от которых зависит их устойчивость, в общих чертах известен. Но в каждом отдельном случае порог устойчивости, т е. критические значения каждого конкретного воз­мущающего фактора, предстоит выяснить. В этом состоит одна из нерешенных задач ландшафтоведения.

Степень устойчивости геосистем пропорциональна их рангу. Фа­ции наименее устойчивы к внешним воздействиям и наименее долго­вечны. Ландшафт — система значительно более устойчивая, о чем наглядно свидетельствуют наблюдения над его реакцией на предна­меренное и непреднамеренное вторжение человека с его хозяйствен­ной деятельностью (см главу 7)

I'a івитие ландшафта

В делении изменений ландшафта на обратимые и необратимые гсгь известная условность, поскольку полной обратимости не бывает. Допущение об обратимости теоретически и методически оправдано при исследовании режима функционирования ландшафта или поиске і.чкономерностей долговременных ритмических колебаний: в этих глучаях мы сознательно абстрагируемся от непрерывно идущего процесса направленных изменений. Этот процесс на первый взгляд незаметен и за*гушеван более ярко выраженными и легче фиксируе­мыми циклическими сменами состояний ландшафта. Однако после каждого цикла или нарушения структуры ландшафта какими-либо ішешними факторами система возвращается к исходному состоянию с большим или меньшим «сдвигом».

Каждый цикл, даже относительно непродолжительный, например годичный, оставляет после себя в ландшафте некоторый необрати­мый остаток: теряется из-за стока какое-то количество минерального м органического вещества, в глубь водоразделов продвигаются овраги, прибавляется количество ила в озерах или торфа в болотах; незаметно, путем постепенного ежегодного количественного накопле­ния увеличивается толща наносов на аллювиальных равнинах, про­исходит зарастание озер, деградация многолетней мерзлоты и т. д. Подобные процессы имеют определенно направленный характер, хотя и ритмически пульсируют, то ускоряясь, то ослабляясь по се- юнам или стадиям многолетних циклов.

Отдельный цикл можно сравнить с витком восходящей спирали: его завершающее состояние отличается от исходного, и чем больше продолжительность цикла, тем сильнее это отличие. Поскольку долговечность ландшафта несоизмерима с длительностью крупней­ших циклов, повторные циклы могут совершаться уже на иной ландшафтной основе На протяжении одного геологического цикла на одной и той же территории успевают многократно смениться различные ландшафты, и ясно, что в ландшафтоведческом аспекте

об обратимости геологического цикла не может быть речи. Для менее долговечных геосистем топологического уровня даже вековые и внут- ривековые циклы оказываются необратимыми. Рассматривая, напри­мер, в рамках отдельных фаций или урочищ восходящую или нисхо­дящую ветвь 1850-летнего климатического цикла, мы будем воспри­нимать ее как направленный процесс усыхания или увлажнения, так как времени, на протяжении которого процесс идет в одну сторону, достаточно для полной трансформации геосистемы такого уровня. Этого, однако, нельзя сказать о ландшафте как системе более слож­ной, устойчивой и долговечной.

Вопрос о причинах, или движущих силах, развития ландшафта принципиально ясен. Долгое время географы объясняли трансфор­мацию ландшафтов лишь воздействием какого-либо внешнего фак­тора (тектоническими движениями, изменениями солнечной активно­сти, перемещениями полюсов Земли) или изменением одного из компонентов, который считался «ведущим». Во втором случае, по существу, причины смены ландшафтов также сводятся к внешним силам, поскольку «ведущие компоненты» - обычно климат или рель­еф - - находятся на входах в систему и оказываются простыми передатчиками внешних воздействий.

То, что ландшафты подвержены необратимым изменениям под воздействием внешних космических и тектонических сил,— бесспор­ный, не вызывающий сомнений факт. Однако признание этого факта не дает объяснения диалектической сущности развития ландшафта как процесса саморазвития, основу которого составляют борьба противоположностей и переход количественных изменений в ка­чественные.

Способность саморазвития доказывается тем, что ландшафт по­ступательно изменяется и без вмешательства внешних факторов, при их постоянстве. Это было ясно еще В. В. Докучаеву, он показал, в частности, что озеро «носит в себе зародыши будущей своей смер­ти»: даже при постоянстве стока и других внешних условий оно постепенно мелеет, расход воды на испарение начинает превышать приход и в конце концов озеро неизбежно исчезает, т. е. превращает­ся в комплекс другого типа (болото, солончак).

Сущность внутренних противоречий как движущей силы разви­тия геосистемы состоит в том, что ее компоненты в ходе взаимодейст­вия стремятся прийти в соответствие между собой, т. е. система стремится к равновесию, но это равновесие может быть только временным, относительным, ибо сами же компоненты его неизбежно нарушают. Самый активный компонент, как известно,— биота. Стре­мясь наиболее полно приспособиться к абиотической среде, биота в то же время вносит в эту среду изменения в результате своей жизнедеятельности (например, в лесу происходит выщелачивание верхнего горизонта почвы и образование водоупорного иллювия в нижнем, в связи с чем ухудшаются дренаж и аэрация); следова­тельно, биоте приходится постоянно перестраиваться, приспосабли­ваясь к ею же измененным условиям, в результате постепенно пе­рестраивается вся система. Внутренне противоречивые взаимоотно­шения существуют и между другими компонентами или процессами (например, между стоком и испарением), но главное противоре­чие — между биотой и абиотическими компонентами.

Саморазвитие ландшафта протекает относительно медленно и редко выражено «в чистом виде», ибо на него накладываются изменения, вызываемые внешними воздействиями (как особый род внешних воздействий можно рассматривать влияние на данный ландшафт процессов развития смежных ландшафтов и вмещающих региональных геосистем высших рангов — стран, областей и др.). Внешние воздействия нарушают закономерный ход развития (само­развития) ландшафта, могут обратить его вспять и вовсе пресечь, в последнем случае нарушение оказывается катастрофическим.

I р.чпсформации, обусловленные внешними причинами, строго гово­ря, нельзя относить к развитию, хотя они являются неотъемлемыми Iоставляющими истории ландшафта, и в этой истории запечатлева- IIIгея даже более глубоко, чем закономерные эволюционные измене­ния. Примером могут служить катастрофические исчезновения мно-

1. их ландшафтов в результате наступания материковых льдов или морских трансгрессий.

«Механизм» развития ландшафта состоит в постепенном количе­ственном накоплении элементов новой структуры и вытеснении эле­ментов старой 'структуры. Этот процесс в конце концов приводит к качественному скачку — смене ландшафтов. В свое время еще І>. Б. Полынов и Л. С. Берг обратили внимание на то, что в лпндшафте могут быть представлены разновозрастные элементы. І>. Б. Полынов различал в ландшафте элементы реликтовые, консер­вативные и прогрессивные. Первые сохранились от прошлых эпох, они указывают на предшествующую историю ландшафта. Реликто­выми могут быть формы рельефа (например, ледниковые), элементы гидрографической сети (сухие русла в пустыне, озера), биоценозы и почвы (степные сообщества с соответствующими почвами в тайге, древние торфяники и т. п.) и целые фации или урочища. Консерва­тивные элементы — те, которые наиболее полно соответствуют совре­менным условиям и определяют современную структуру ландшафта. Прогрессивные элементы наиболее молодые, они указывают на тенденцию дальнейшего развития ландшафта и тем самым служат основанием для прогноза. Примеры прогрессивных элементов: по­явление островков леса в степи, пятен талого грунта в области многолетней мерзлоты, эрозионных форм рельефа в моренных ланд­шафтах.

Процесс развития ландшафта наиболее отчетливо проявляется в формировании его новых морфологических частей, возникающих из первоначально едва заметных парцелл, или фациальных микро­комплексов: эрозионных промоин, очагов заболачивания в микропо­нижениях, сплавин, куртин деревьев или кустарников на болоте, таликов в мерзлоте и т. п. Но для того чтобы трансформировалась вся морфологическая структура ландшафта, требуется значительно более длительное время. Полностью проследить закономерности этого процесса можно лишь при относительном постоянстве внешних зональных и азональных условий. Фактическая картина развития ландшафта складывается из многих перемен, обусловленных слож­ным переплетением внутренних и внешних стимулов. В ходе развития на прогрессивное движение накладываются ритмические колебания и регрессивные сдвиги.

К сложным и дискуссионным вопросам теории развития ланд­шафта относится вопрос о его возрасте. Высказывалось мнение, что возраст ландшафта следует отсчитывать со времени появления новой территории — после выхода ее на поверхность в результате регрессии моря или отступания ледникового покрова. Однако если

континентальный режим на данной территории может существовать непрерывно с архея, это вовсе не значит, что ландшафты здесь архейского возраста. Даже на территориях, освободившихся от материковых льдов 10 -15 тыс. лет назад, ландшафты не раз сменя­лись вследствие зональных трансформаций климата, которые влекли за собой смещение ландшафтных зон. Естественно, что смена ланд­шафтных зон одновременно является и сменой ландшафтов. Такие события хорошо изучены, в частности, для области Валдайского оледенения.

Таким образом, возраст ландшафта нельзя отождествлять с воз­растом его геологического фундамента или с возрастом суши, на которой он развивался. Совпадение возможно лишь в том случае, когда ландшафт формируется на молодых участках морского дна, обнажившихся уже в современную эпоху, например на площади бывшего дна Каспийского моря, которая осушилась в результате понижения его уровня. На таких новых территориях еще не успели смениться различные ландшафты, и мы наблюдаем первичные про­цессы их формирования, начало которых совпадает с выходом территории из-под уровня моря.

Теоретически возраст ландшафта определяется тем моментом, с которого появилась его современная структура, или, согласно

В. Б. Сочаве, возраст ландшафта измеряется временем, прошедшим с момента возникновения его инвариантного начала. Однако на практике установить такой момент крайне сложно — уже по той причине, что история ландшафтов изучена слабо, и мы не всегда имеем возможность восстановить ее этапы. Принципиальная же сложность задачи определяется тем, что новая структура сменяет старую не внезапно: процесс перестройки — от появления новых элементов до установления полного соответствия между компонента­ми — может быть длительным. Качественный скачок также имеет определенную продолжительность. В течение некоторого промежутка времени «старый» и «новый» ландшафты как бы перекрываются. Даже после катастрофических перемен между ними сохраняется известная преемственность, многие элементы прежнего ландшафта достаются в наследие новому, в него полностью переходит наиболее консервативный компонент--геологический фундамент, а также морфоструктурные черты рельефа, и долго могут сохраняться ре­ликтовые почвы и биоценозы.

С представлением о возрасте ландшафта близко соприкасается понятие долговечности. Долговечность ландшафта — продолжитель­ность его существования, т. е. время, в течение которого он может сохранять основные черты своей структуры и функционирования. Здесь мы сталкиваемся с аналогичной трудностью — долговечность различных элементов ландшафта неодинакова. Как в процессе ста­новления ландшафта, так и в процессе его «старения» и смены новым ландшафтом различные структурные элементы не могут по­являться и исчезать одновременно и мгновенно.

Признавая структуру основным критерием при определении воз- |)ік I а ландшафта и его долговечности, мы оказываемся перед новым ноиросом: что принять за точку отсчета — время появления эле­менте новой структуры или же то время, когда сложилась современ- шіи структура. В любом случае ответ будет недостаточным и фор­мальным, в нем не найдет отражения стадиальность развития ланд­шафта. Всякий ландшафт переживает две главные стадии в своем 1>:шшгии: 1) стадию формирования и 2) стадию эволюционного раз­им іия. Первая протекает сравнительно быстро, например на новой ігрритории, появившейся в результате регрессии моря или отступа- ппя материкового ледяного покрова. «Готовый» геологический фун­дамент сразу же подвергается воздействию солнечной радиации, аімосферных осадков, поверхностных вод, начинает заселяться рас- ігпиями и животными. В начале этой стадии ландшафт характеризу­ется быстрой изменчивостью и носит черты молодости и несложив- імсйся структуры: несформировавшиеся биоценозы, слабо развитые почвы, малорасчлененный рельеф, неразработанная гидрографиче­ская сеть.

Постепенно, однако, компоненты ландшафта приходят в относи- юльное соответствие (равновесие) друг с другом и с общими зональ­но-азональными условиями развития, территория морфологически іич> более дифференцируется, ландшафт приобретает черты устойчи­вой структуры — достигает зрелости. С этого момента он переходит но вторую, более продолжительную стадию медленной эволюции, когда источником дальнейших трансформаций служат противоречи- ные взаимодействия компонентов — если не произойдет существен­ного изменения внешних условий, могущих резко нарушить нормаль­ное течение процесса саморазвития.

Таким образом, понятие «возраст ландшафта» как бы расчленя­ется на два: возраст первичных элементов современного ландшафта и недрах прежней структуры и возраст современного ландшафта и буквальном смысле слова - как сложившегося устойчивого обра- лования.

Как уже отмечалось, зарождение нового ландшафта может быть обусловлено как внутренними, так и внешними факторами, причем последние приводят к более резким трансформациям и играют роль основных ориентиров при восстановлении истории ландшафта. Так как нормальная эволюция ландшафта требует постоянства внешних зональных и азональных условий, то стабильность последних на протяжении определенного отрезка времени, в течение которого не наблюдалось сколько-нибудь заметных подвижек ландшафтных зон, сохранялся устойчивый тектонический режим, отсутствовали макро- региональные колебания типа оледенения — межледниковья, может служить отправным моментом для выяснения возраста современных ландшафтов. Одним из важных индикаторов при этом, по мнению некоторых исследователей, является почва.

Зрелый почвенный профиль служит своего рода «памятью ланд­шафта», свидетельствуя об относительной устойчивости всех физи- ко-географических факторов почвообразования в течение всего того времени, на протяжении которого формировалась данная почва. Для образования зрелой почвы требуется от нескольких сотен до несколь­ких тысяч лет. Так, возраст курского чернозема- около 3000 лет. В первом приближении можно считать, что устойчивое существова­ние современных ландшафтов — во всяком случае, с момента по­следней перестройки зонально-азональной среды — соответствует этому времени.

Известно, что стабильность зональных условий возрастает с при­ближением к экватору. Надо полагать, что современные экватори­альные и субэкваториальные ландшафты отличаются более почтен­ным возрастом, чем ландшафты умеренных широт, и соответственно большей «дряхлостью». Это предположение подтверждается рядом прямых и косвенных признаков. Одним из них может служить мощ­ная латеритная кора выветривания. Для образования слоя такой коры мощностью 1 м требуется около 50 тыс. лет в стабильных климатических и тектонических условиях. 50-метровые толщи лате- ритной коры в саваннах Африки говорят о многих сотнях тысячеле­тий медленной эволюции и старения ландшафтов при относительной стабильности внешних условий. Правда, в современную эпоху лате­риты здесь не образуются и являются по существу реликтовым образованием - свидетелем более гумидного климата. Так что в данном случае можно говорить не о возрасте современных ланд­шафтов, а о примере долговечности.

Вопрос о возрасте ландшафта нельзя считать вполне решенным. Впрочем, практически не так важно точно установить «день рожде­ния» ландшафта, как выяснить устойчивые современные тенденции и закономерности его развития и тем самым создать предпосылки для разработки прогноза его дальнейшего поведения. Эта задача относится уже к прикладному ландшафтоведению и приобретает все большее значение в эпоху, когда поведение ландшафта зависит не только от природных закономерностей, но и от вмешательства человеческого общества.

5.

Систематика ландшафтов Типы ландшафтов Земли

Принципы классификации ландшафтов

Каждый ландшафт, по выражению Л. С. Берга, неповторим как і» 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 другим существенным призна­кам, и тем самым классифицировать их.

Классификация — универсальная общенаучная процедура, без которой исследование не может считаться завершенным. Разработка классификации заставляет теоретически осмыслить все многообра­зие фактов, относящихся к изучаемым объектам. В классификации находит свое выражение синтез закономерностей развития, строе­ния, функционирования, размещения сложных систем, в том числе и ландшафтов. 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 планирования исследований (например, размещения ландшафтных стационаров).

Велико и практическое (прикладное) значение классификации. Число конкретных ландшафтов в мире должно измеряться пяти- или шестизначной цифрой. В практических целях (например, при оценке условий для развития сельского хозяйства или потребности в мелио­ративных и природоохранительных мероприятиях) бывает слишком сложно и даже нецелесообразно анализировать и оценивать каждый ландшафт в отдельности. Чаще возникает необходимость разрабаты­вать те или иные типовые .нормы или мероприятия (градостроитель­ные, агролесомелиоративные, 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 типов, классов, видов. Мож­но ожидать, что типологически близкие ландшафты будут обладать сходным комплексом природных условий и ресурсов и в то же время

однотипно отзываться на хозяйственные и мелиоративные воздей­ствия.

Создание классификации ландшафтов — сравнительно новая и очень сложная, пока еще недостаточно разработанная проблема. Принципы такой классификации могут различаться в зависимости от того, какие критерии положены в основу объединения ландшафтов. Всякая естественная (не искусственная) классификация основыва­ется на существенных инвариантных свойствах объектов на их генезисе, структуре, динамикеіЭти критерии должны иметь, очевид­но, руководящее значение и в ландшафтоведении Но стенень сходст­ва может быть разной, что находит свое выражение в ступенчатости классификации, т.е. в использовании системы таксономических под­разделений. По мере перехода от высших таксономических ступеней к низшим в классификацию вводятся все новые критерии, благодаря чему последовательно, по мере сужения круга охватываемых ланд­шафтов возрастает степень их общности.| Следовательно, сходство ландшафтов сохраняется на всех ступенях систематизации на уровнях типа, класса, вида, но на низших ступенях общих признаков будет больше, а на высших — меньше.

Разработка классификации требует сочетания индуктивного и де­дуктивного подходов. При индуктивном подходе первичным материа­лом служат конкретные ландшафты, которые в результате выявле­ния общих признаков 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.

Индуктивный подход обеспечивает полноту учета конкретного ландшафтного разнообразия и индивидуальных особенностей ланд­шафтов отдельных территорий, но имеет чисто эмпирический ха­рактер. Если не руководствоваться определенными общими идеями и не «привязывать» детальные местные классификации к единой системе высших таксономических ступеней, то мы получим множесѴ- во частных классификаций, которые трудно или вовсе невозможно «состыковать» между собой. К сожалению, из практического опыта известно много примеров такой ситуации. Поэтому необходимо, не дожидаясь, пока будут выявлены, описаны и сведены в первичные типологические объединения все ландшафты Земли (такая перспек­тива нереальна по крайней мере на ближайшие десятилетия), со­здать «сверху», т.е. дедуктивным путем, опираясь на уже известные ландшафтно-географические закономерности, принципиальную сис­тему ландшафтов Земли на уровне самых высоких классификацион­ных единиц. Такая система будет служить основой для упорядочения и увязки многочисленных детальных классификаций ландшафтов, которые разрабатываются в рамках различных административно­политических или природных единств. В то же время использование индуктивного подхода («снизу») необходимо для детализации обшей дедуктивной схемы и в конечном счете для создания возможно более полной и подробной ландшафтной классификации всей суши Земли.

Важнейшим рабочим инструментом классификации служит ланд­шафтная карта. На основе сплошного картографирования прораба­тывается массовый материал ландшафтных съемок, проводится , сравнение ландшафтов, органически сочетаются дедуктивный и ин дуктивный подходы. Последнее осуществляется в силу необходимо­сти охвата и. увязки в легенде карты всего ряда таксономических ступеней — сверху донизу. Чрезвычайно важно то, что карта не допускает ни пробелов, ни перекрытий. Это значит, что каждый контур карты получает строго определенное, единственное место в классификации (и соответственно в легенде карты); его возмож­ное, «случайное» дублирование в составе какого-либо иного типа, класса или вида исключено. С другой стороны, ни один контур карты не может оставаться «пустым» ему обязательно надо найти место в системе классификационных подразделений. Таким образом, срав­нительно-картографический метод обеспечивает полноту и логиче­скую строгость систематики ландшафтов

Естественно, если речь идет о разработке общенаучной системы ландшафтов, которая не должна страдать узостью и эмпиризмом, 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, которая излагается в дальнейшем. Она основана на ландшафтном картографировании территории СССР в масштабе 1:4 000 000 и всех материков в более мелких масштабах '.

Сходства и различия ландшафтов определяются многими причи­нами, и важно определить, в какой последовательности эти причины должны учитываться в таксономическом ряду. Важнейшие процессы функционирования ландшафтов, такие, как влагооборот, биологиче­ский круговорот веществ, почвообразование, продуцирование био­массы, определяются тепло- и влагообеспеченностью ландшафта, т.е. поступлением солнечной энергии и активной влаги Распределе­ние же тепла и влаги и их соотношение зависят от широтной зональ­ности, секторности, высотной ярусности ландшафтов, и эти важней­шие закономерности ландшафтообразования должны служить ис­ходными «координатами» при классификации ландшафтов.\

Исходя из приведенных соображений, а качестве высшей таксо номической ступени классификации предлагается считать тип ланд­шафтов. Основной критерий для разграничения типов ландшаф­тов важнейшие глобальные различия в соотношениях тепла и вла-

ги, в гидротермическом режиме ландшафтов. Конкретными класси­фикационными признаками служат такие показатели, как радиаци­онный баланс, сумма активных температур (за период с средними суточными температурами выше 10° С), коэффициент увлажнения и коэффициент континентальности по H. Н. Иванову. Кроме того, следует учитывать средние и экстремальные температуры воздуха, количество осадков, величину испаряемости. Общность ландшафтов одного типа проявляется в водном балансе, современных геоморфо-» логических и геохимических процессах, условиях жизни органиче­ского мира, его структуре, продуктивности, запасах биомассы, био­логическом круговороте веществ, типе почвообразования. Очень важной характеристикой каждого типа ландшафтов служит сезон­ный ритм природных процессов. Наконец, каждому типу ландшаф­тов присуща своя высотно-поясная «надстройка», т.е. особый тип поясности.

Поскольку в основу выделения типов ландшафтов положены наиболее общие критерии теплообеспеченности и увлажнения, следу­ет ожидать, что они будут связаны с определенными ландшафтными зонами и секторами. Можно сказать, что тип ландшафтов — это объединение ландшафтов, имеющих общие зонально секторные чер­ты в структуре, функционировании и динамике. t~Io 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 увлажнению (рис 46) Номенклатура типов ландшафтов складывается соответ­ственно из двух элементов: один указывает на положение в ряду теплообеспеченности (арктические и антарктические, субарктиче ские, бореальные, суббореальные, субтропические и т.д.), другой — на положение в ряду увлажнения (от гумидных до экстраарид- ных).

Существует также традиционная «зональная» ландшафтная но­менклатура, основанная на использовании геоботанических призна­ков, например «вечнозеленые лесные ландшафты», «широколиствен­нолесные ландшафты», «таежные ландшафты» и т.д., но она ме^ее удачна и не всегда пригодна для глобальных схем. Так, в южном полушарии нет таежных лесов, а вечнозеленые леса могут произра­стать в гидротермических условиях, близких к тем, в которых у нас растут широколиственные или даже таежные леса. Кроме того, зональные геоботанические названия в той или иной мере характери­зуют лишь ландшафты равнинных ярусов и неприменимы к горным ярусам, где формируются пояса, не имеющие ничего общего с «зо­нальной» растительностью равнин. Номенклатура, основанная на гидротермических признаках, более универсальна. Например, поня­тие «суббореальные гумидные ландшафты» охватывает и равнинные ландшафты с широколиственными (листопадными) лесами, и неко­торые их южноамериканские аналоги с вечнозелеными лесами в ус­ловиях достаточно прохладного (суббореального) климата, и всю

Рис 46. Типы ландшафтов Земли в связи с теплообсспеченностью и увлажнением:

Jtin - с\мма температур выше 10 С, К коэффициент увлажнения (шкалы даны в логарифмическом масштабе) Зональные ряды типов :андшафтов — аналп?ов по теп.юобеспеченнос ги: А — арктические и антарктические. Са — субарктические (Са — северные Са типич ные Са - южные). БСа — бореа.іьио-губарктические. Б -- бореальньіе (Б северные. £; — типичные Б южные) БСб — бореа.ьно счббореальиые. Сб — суббореальные (СО - типичные, Сб? переходные к субтропическим). Ст •> ^тропические Т — тропические С> — субэкваториальные. Э — экваториальные Ряды типов ландшафтов - аналогов по увлажнению. І экстрааридные. 2 — аридные J — семиаридные. 4— семигумидные. 5 — гумидиые

высотную «надстройку», формирующуюся на фоне суббореальных гумидных зонально-секторных условий.

Большинство ландшафтных типов представлено различными ва­риантами в обоих полушариях, на разных континентах, а нередко и в разных секторах одного континента. В таких случаях к названию типа прибавляются соответствующие эпитеты, указывающие на региональную приуроченность, а в тех случаях, когда варианты обусловлены изменениями степени континентальности, то и на этот* признак. Примеры полных наименований: ландшафты бореальные (таежные) умеренноконтинентальные восточноевропейские; бореаль­ные (таежные) умеренноконтинентальные североамериканские; суб­бореальные экстрааридные (пустынные) резкоконтинентальные сред­неазиатские; суббореальные экстрааридные (пустынные) крайнекон­тинентальные центральноазиатские. При повторном упоминании по­добных названий или когда из контекста ясно, о чем идет речь, можно обойтись сокращенными обозначениями (например, таежные восточ­ноевропейские, пустынные среднеазиатские ландшафты и т.п.) Раз­мещение типов ландшафтов суши показано на карте (рис 47).

Характерные черты ландшафтов каждого типа, как правило, лучше всего выражены в центре его ареала; на периферии появляют­ся признаки перехода к соседним типам. Это обстоятельство дает основание подразделять типы ландшафтов на подтипы, которые отражают постепенность зональных переходов. Во многих типах ландшафтов естественно выявляются три подтипа - северный, сред­ний и южный (например, в тундровых, таежных, суббореальных степных). Но это не является правилом, особенно для тех ландшафт­ных типов, которые сами по себе имеют переходный характер (ле­сотундровые. подтаежные, лесостепные, субсредиземноморские и др.) или имеют относительно небольшой, нередко фрагментарный ареал (приокеанические лесолуговые и луговые, и некоторые дру­гие) В подобных случаях может быть выделено два подтипа или же тип ландшафтов вовсе не расчленяется на подтипы.

На следующей таксономической ступени в классификацию вводится гипсометрический фактор, который служит критерием вы­деления классов и подклассов ландшафтов, отражающих ярусные ландшафтные закономерности. Главным высотным ландшафтным уровням соответствуют два класса ландшафтов — равнинный и гор­ный О существенных различиях между ними уже достаточно было сказано. Напомним, что главная отличительная особенность горных ландшафтов наличие высотной поясности. В составе равнинного класса различаются два подкласса — низменные и возвышенные ландшафты (в том и другом могут быть особые барьерно-предгорные варианты), в классе горных ландшафтов — подклассы низко-, сред­не и высокогорный. В выделении подклассов отражается постепен­ная трансформация характерных зонально-секторных признаков каждого типа по мере нарастания высоты над уровнем моря.

Высотные пояса учитываются через ярусное деление горных ландшафтов, т.е. через подклассы. Как уже было сказано, каждому типу (а также подтипу) ландшафтов присущ специфический полный ряд, или спектр, высотных поясов; отдельному подклассу отвечает определенный отрезок этого спектра, т.е. тот или иной пояс либо сочетание поясов и их фрагментов.

На нижних ступенях ландшафтной классификации в качестве определяющего критерия выступает фундамент ландшафта — его петрографический состав, структурные особенности, формы рельефа. Учет этого критерия дает основания для выделения в конечном счете классификационных единиц наиболее дробного таксономического уровня — видов ландшафтов. Ландшафты одного вида характеризу­ются наибольшим числом общих признаков и максимальным сходст­вом в генезисе, наборе компонентов, структуре и морфологии. Мор­фологическое строение служит одним из ведущих признаков при объединении конкретных ландшафтов в виды. Видовое разнообразие ландшафтов чрезвычайно велико. Только на территории СССР насчи­тываются многие сотни видов ландшафтов. Примеры видов пред­ставлены на рис. 48.

Между подклассом и видом можно различать промежуточные классификационные ступени, но они не имеют принципиального значения и к тому же пока недостаточно ясно определились в качест­ве универсальных категорий ландшафтной систематики.

Проиллюстрируем весь классификационный ряд на двух при­мерах:

1

Тип: ландшафты бореальные (таежные) умеренноконтинен­тальные восточноевропейские подтип: южнотаежные вид: холмисто-моренные на цо-

класс: равнинные коле из карбонатных пале-

подкласс: возвышенные озойских пород

2

Тип: ландшафты суббореальные экстрааридные (пустынные) крайне-континентальные центральноазиатские подтип: северные пустынные вид: складчато-глыбовые на класс: горные докембрийских породах с

подкласс: высокогорные кобрезиевыми пустошами

и каменистыми россыпями

Переходим к краткому обзору типов ландшафтов земного шара.

4t вс */j —~ iec

ные), 15 — субтропические гумидиые (влажные лесные), 16 субтропические зимнегумидные (средиземноморские), 17— субтропические семигумидные (лесостепные) и семиаридные (степные), 18 — субтропические аридные (полупустынные) и экстрааридные (пустынные). 19 — тропические экстрааридные (пустынные), 20— субэкваториально тропические аридные (опустыиенно-саванновые), 21 субэкваториально-тропические семиаридные (типичные са ванновые), 22 субэкваториально-тропические семигумидные (влажно-саванновые, лесо саванновые), 23 - тропические гумидиые (влажные лесные, экспозиционные), 24 - субэква ториальные сезонно гумидные (лесные переменно-влажные), 25 — экваториальные (влажные лесные)

тпт

\ о \ '

^ч>\

\\\ О > '

ттщ

гттп

Полярные и приполярные ландшафты

Ландшафтам высоких широт присуща наиболее низкая тепло обеспеченность. По увлажнению они в основном относятся к гумид- ным типам. Здесь различается несколько зональных групп.

Полярные (арктические и антарктические) ледниковые ландшаф­ты. Современное покровное оледенение занимает наибольшую пло­щадь в южном полушарии (Антарктический ледниковый покров,

12. млн. км'). На суше северного полушария снеговая линия нигде не

опускается до уровня океана, и ледники могут формироваться лишь на высоте нескольких сотен метров, хотя концы их нередко сползают в море. Средняя мощность Антарктического ледникового покрова свыше 1600 м, средняя высота поверхности над уровнем моря 2040 м (максимальная — более 4000 м). Мощность Гренландского ледникового щита около 2300 м, высота достигает 3231 м. У лед­никовых куполов Новой Земли и других арктических островов толщина льда достигает 300—400 м, а абсолютная высота — 1000 м и несколько более.

Ледяные Гіустыни характеризуются отрицательным годовым ра­диационным балансом¹: /?= — (2004-400) МДж/м². Средняя температура воздуха всех месяцев ниже 0° С (в центре Антарктичес­кого покрова летом она равна (30-^50)° С, зимой - (60^-70)° С, зарегистрированный /_т|П=—89,2° С). В центре Антарктиды г = = 30-=-50 мм, лишь на периферии материка, а также на арктических островах Приатлантического сектора, подвергающихся воздействию циклонов, выпадает до 400—500 мм (местами более). Лед медленно движется от центра к периферии. Признаки постоянной жизни в ле­дяных пустынях отсутствуют. Лишь на небольших свободных от льда участках (антарктических оазисах), занятых каменистыми россыпя ми, встречаются водорослево-лишайниковые группировки. Поверх­ности Антарктического покрова присуща своеобразная ярусность: 1) прибрежная полоса, 2) пологий ледниковый склон, подверженный действию сильных стоковых ветров, 3) высокогорное ледниковое плато.

Полярные (арктические и антарктические) внеледниковые ланд­шафты. Распространены на островах Северного Ледовитого океана, а также на Антарктическом полуострове; R здесь положительный (250 -400 МДж/м²), но с октября по апрель имеет отрицательные значения; /₂ = 2-^4° С. В Приатлантическом секторе Арктики кли­мат относительно мягкий (/і = —(20н-25)° С; К^I — 4-Н5), увлажне­ние повышено (r= 150200 мм и более); в континентальных секто­рах (особенно на северных островах Канадского Арктического архи­пелага) климат суровее (t\ ниже 35° С) и суше (гСІОО мм). Снежный покров лежит почти 300 дней в году; повсеместно распро­странена мощная многолетняя мерзлота, летом деятельный слой оттаивает лишь на 20 30 см. Типичны криогенные процессы — об­разование морозобойных трещин, полигональных и структурных грунтов. Растительный покров слабо развит, известны всего не­сколько десятков видов сосудистых растений — низкорослых (5— 10 см) криофитных трав (полярный мак, крупка, фиппсия, мятлик).

Они обычно приурочены к трещинам полигонов и их корневые сис­темы не смыкаются. Поверхность полигонов покрыта тонкой короч­кой накипных лишайников и микроскопических водорослей. Здесь нет пресмыкающихся, а единичные виды млекопитающих, так же как и птицы, трофически связаны с морем, для них характерны кочевки и сезонные миграции. Ежегодная продукция фитомассы не превы­шает 0,2—0,3 т/га, а ее запасы около 1,5 т/га (преобладает подземная часть).

В сезонном ритме 9—10 месяцев приходится на морозную фазу (рис. 49) Полярная ночь длится 120 130 сут, самое холодное время наступает после ее окончания — в феврале — марте. В апреле на­чинается полярный день, но лишь в конце июня средняя температура воздуха становится положительной. Активная фаза - полярное лето совпадает с бесснежным периодом и второй половиной по­лярного дня (июль и большая часть августа). Жизнедеятельность микроорганизмов и растений возможна благодаря тому, что поверх­ность почвы нагревается сильнее, чем воздух. Вегетация протекает очень быстро, и уже в августе растения увядают.

Высотная поясность в Арктике сильно редуцирована: уже на вы­соте 120- 150 м над уровнем моря появляются горные арктические пустыни с каменистыми россыпями, местами с лишайниками.

Субарктические (тундровые) ландшафты. В Субарктике тепло- и влагообеспеченность возрастают по сравнению с Арктикой; R уве­личивается от 500 МДж/м² на севере до 1000 МДж/м² на юге, t₂ — от 3—4 до 10—12°С. Выделяются подтипы арктотундровых, типич ных тундровых и южных тундровых ландшафтов В последних уже выражен короткий период со средней температурой выше 10° С, но £7іо не превышает 500 -600° С. Зимой более резко проявляются долготные температурные различия; К_к изменяется от 3—4 в При- атлантическом секторе до 7—8 в Восточносибирском и Центрально­канадском. Увлажнение повсюду избыточное; сток обильный, но крайне неравномерный (с резким весенним максимумом). Многолет-

няя мерзлота и связанные с ней процессы развиты во всех конти­нентальных секторах. Для растительного покрова типичны низкорос­лые кустарники полярные березки и ивы (в арктической тундре их нет), кустарнички (голубика, брусника, вороника, багульник), неко­торые злаки, осоки, пушицы, а также мхи и лишайники. Корневые системы растений смыкаются, сплошь пронизывая почву. Запасы фитомассы растут примерно от 5 т/га в арктической тундре до 20- 30 т/га в южной, а продуктивность - - соответственно от 0,5 до

3. 4 т/га в год. Преобладает подземная масса. Биологический круговорот еще очень слабый; ежегодное потребление химических элементов растениями 30 100 кг/га. По условиям жизни живот­ных субарктические ландшафты имеют много общего с арктически ми. Многие животные покидают тундру на зиму, характерны резкие колебания численности от года к году. Почвы — в основном тундро­вые торфянисто глеевые, кислые, ненасыщенные Широко развито заболачивание.

В типичных умеренно континентальных тундрах зима, т.е. период устойчивого снежного покрова с температурой воздуха ниже —5° С, продолжается около 8 месяцев (см. рис. 43). В остальной части годичного цикла можно различать следующие основные фазы: 1) предвесеннюю (разрушение снежного покрова), 2) ранневесеннюю (первые цветущие растения пушица, крупка), 3) поздневгсеннюю (начало зеленения растений), 4) собственно летнюю (разгар веге­тации и массовое цветение), 5) позднелетнюю (прекращение оттаи­вания мерзлоты, спад вегетации), 6) осеннюю (прекращение веге­тации), 7) предзимнюю (формирование снежного покрова). Летние фазы длятся 50 60 дней В приатлантических тундрах активные фазы продолжительнее, а зима короче.

В арктической тундре равнинные ландшафты незаметно перехо­дят в горные - каменистый вариант арктической тундры с откры­тыми группировками, для которых характерна дриада (куропаточья трава). Начиная с 200—300 м появляется пояс горных арктических пустынь — аналог зональных полярных пустынь, со скалами и каме­нистыми россыпями, почти лишенными растительности. В типичной и южной тундре арктотундровый пояс начинается с 250— 400 м и простирается на Полярном Урале до 500—600 м, на юге Гренландии до 700 м. Выше расположен пояс горных полярных пустынь. В приокеанических тундрах появляется горно ледниковый пояс. Снеговая линия на влажных западных склонах гор Шпицберге­на лежит уже на высоте 200 300 м, а во внутренних районах Ислан­дии поднимается до 1400- 1600 м.

Бореально-субарктические континентальные (лесотундровые) ландшафты. В условиях континентального климата переход от тунд­ры к тайге образует лесотундра. Запасы тепла здесь постепенно увеличиваются (£7ю = 500-^800° С), осадков также поступает боль­ше, но зима из-за удаления от океана более сурова. Континен- тальность в целом усиливается, но неодинакова в разных секторах (/(_к = 6 в кольской лесотундре, 8—9 в восточносибирской). Много­летняя мерзлота широко распространена, развиты термокарст, за­болачивание. Среди типичных тундровых сообществ (преимущест­венно зарослей карликовых березок — ерника) сначала появляются единичные угнетенные деревья (в типично и резко континентальных условиях — лиственница, в умеренно континентальных — ель, в сла­бо континентальных — береза извилистая и сосна обыкновенная), затем их группы, редины и редколесья. Запасы фитомассы в среднем около 40--75 т/га, ежегодная продукция — 4—6 т/га. Животный мир становится богаче за счет многих таежных представителей (в том числе лось, бурый медведь). Господствуют тундровые торфя- нисто-глеевые почвы, но местами выражен подзолистый процесс, усиливается торфообразование.

В сравнении с тундрой продолжительность зимы сокращается (180—220 дней), а активного периода — увеличивается (см. рис. 43), но по общему характеру сезонной структуры лесотундра близка к тундре. Начало фотосинтеза и зеленения растений наступает после перехода средней температуры воздуха через 5° С, а облиствение карликовых и высокоствольных берез и лиственницы — после пере­хода через 7—8° С (в первой-второй декаде июня). Массовое со­зревание ягодников приходится на конец июля—август; в конце августа начинается расцвечивание деревьев и кустарников, к концу сентября (после осеннего перехода температуры через 0° С) закан­чивается листопад.

В горах Путорана лиственничные редколесья поднимаются до 200—500 м над ур. моря и переходят в неширокий (100—200 м) кустарниковый пояс с зарослями душекии, над которым располага­ется горная ерниковая, а затем лишайниковая и моховая тундра. Выше 500—700 м лежит гольцовый пояс с каменистыми россыпями.

Бореально-субарктические приокеанические (луговые и лесолу­говые ландшафты). Эту группу можно рассматривать как приокеа- нический аналог лесотундры. Сюда входят несколько типов ландшафтов. Наиболее мягким и влажным климатом отличаются западноевропейские луговые ландшафты, особенно типично пред­ставленные на островах Норвежского моря и на юго-западе Ислан­дии (Кк = 2-=-3, Ку>3, г >1000 мм), с положительными средними температурами всех месяцев, но очень прохладным летом (/₂ = = 104-11° С, £/ю = 500-=-700° С), не допускающим произрастания лесов; здесь господствуют разнотравно-злаковые луга на дерново- грубогумусных и дерново-торфянистых почвах. Близкие аналоги этих ландшафтов встречаются в южном полушарии — на Фолкленд­ских (Мальвинских) островах, о. Южная Георгия и на Огненной Земле. Более высокой континентальностью (К_к = 3-^5) характеризу­ются алеутские и южногренландские ландшафты, еще более высокой (/(_к = 5-^7) — курило-камчатские. Последним свойственна довольно длительная (150—200 дней) и суровая зима (Л = —(6-М6)° С), мощный снежный покров; растительность представлена разрежен­ными лесами из каменной березы (Betula егтапіі) с развитым ярусом из высокотравья. По запасам фитомассы (около 85 т/га) камчатские лесолуговые ландшафты близки к лесотундровым, но по продуктивности (около 7 т/га в год) превосходят их. Почвообразо­вание происходит при обильном поступлении растительного опада, образуются слабокислые дерновые почвы. На формирование ланд­шафтов существенный отпечаток накладывает активный вулканизм.

На Камчатке хорошо выражена высотная ландшафтная пояс­ность. Низкогорный пояс парковых березняков на внутренних скло­нах распространяется до 500—800 м, но на склонах, обращенных к океану, нередко опускается почти до уровня моря. Над ним распо­ложен пояс, стлаников, особенно кедровника (Pinus pumila) — до 1100—1200 м на внутренних склонах и на несколько сотен метров ниже- - на периферических. Высокогорье занято горными тундрами (до 1000—1300 м на севере, 1500—1600 м на юге), гольцами и гор­ными ледниками (высота снеговой границы 1200—1300 м на севере, 2100—2200 м на юге).

Бореальные и бореально-суббореальные ландшафты

Ландшафты, бореальных типов хорошо выражены в Евразии и в Северной Америке, где они простираются в широтном поясе между 50 и 70° с.ш. На юге к ним примыкает неширокая переходная полоса бореально-суббореальных ландшафтов. Преобладают гумид­ные типы.

Бореальные (таежные) ландшафты характеризуются умеренно холодным климатом (R= 1000-h 1600 МДж/см², £^₁₀ = 800-Ь 1800° С, /₂=13-М8° С) и преимущественно избыточным увлажнением; ти­пичные годовые суммы осадков — 500—700 мм. Степень континен­тальности и увлажнение колеблются в довольно широких пределах. Наиболее ровным и влажным климатом отличаются барьерно-дожде­вые бореальные притихоокеанские ландшафты Северной Америки (/(к = Зч-4, /->2000 мм, Ку — до 4); им несколько уступают барьер­ные скандинавские ландшафты (/(„ = 4ч-5; г — до 2000, К_у>2). Восточноевропейская и восточноканадская тайга относится к уме­ренно континентальной группе (/C_K = 6-f-7), западносибирская, цент­рально-восточная канадская и дальневосточная — к типично кон­тинентальной (Кк = 8), среднесибирская и центрально-западная ка­надская — к резко континентальной (Кк = 9), восточносибирская — к крайне континентальной семигумидной (/С_к = 10, t\ до —50° С, ^гпіп — до —70° С, г — местами менее 200 мм, /С_у = 0,5-Ь 1,0).

Почти во всех типах бореальных ландшафтов четко различаются три подтипа — северо-, средне- и южнотаежный, обусловленные различиями в теплообеспеченности. Многолетняя мерзлота свой­ственна резко и крайне континентальным секторам и северотаежной части типично континентальных. Развито заболачивание; сток интен­сивный, но денудационные процессы сдерживаются лесной расти­тельностью. Господствуют хвойные леса с небольшим набором эди- фикаторов: в условиях резко и крайне континентального климата - светлые лиственничники (с кустарничковым ярусом и нередко с под­леском из ерника, душекии, кедрового стланика), в других секто- pax темнохвойные из разных видов ели, пихты, отчасти из кедро­вой сосны, с травяно-кустарничковым ярусом (черника, голубика, кислица и др.) и моховым покровом, в южной тайге периферических секторов — с подлеском из широколиственных пород На легких и каменистых грунтах распространены сосновые леса. Наибольшим богатством выделяется притихоокеанская североамериканская тайга с ситхинской елью (Picea sitchensis), западным хемлоком (Tsuga heterophylla), туей гигантской (Thuja plicata) и др.

Таежная растительность обеспечивает животным обилие кормов и разнообразие местообитаний. Здесь больше оседлых животных, чем в тундре, больше беспозвоночных (преимущественно сапрофа- гов, населяющих подстилку и играющих существенную роль в биоло­гическом круговороте); появляются некоторые пресмыкающиеся и земноводные. Большинство млекопитающих тайги распространено и в других зонах.

Запасы и продуктивность биомассы возрастают с севера на юг и от внутриконтинентальных ландшафтов к приокеаническим. Для плакорных восточноевропейских ельников характерны следующие величины запасов: северная тайга около 150, средняя — около 250, южная около 300 т/га; ежегодный прирост соответственно:

4. 6, 5—7 и 8—10 т/га. У восточносибирских лиственничников все показатели сокращаются примерно вдвое или больше. Типичный таежный лес потребляет ежегодно 100—200 кг/га химических эле­ментов, из них 80—150 кг/га возвращается с опадом. Накапливается мощная подстилка, в которой содержится 2 4 т/га минеральных элементов. При разложении опада образуются агрессивные фульво- кислоты, усиливающие миграционную способность элементов. Хло­риды, сульфаты и карбонаты выносятся за пределы почвенного профиля. Поглощающий комплекс подзолистых почв резко ненасы щен основаниями. В резко и крайне континентальных бореальных ландшафтах со сплошной многолетней мерзлотой подзолистый про­цесс не развит и формируются мерзлотно-таежные почвы.

Сезонный цикл функционирования таежных геосистем был доста­точно подробно рассмотрен в предыдущей главе (см. рис. 41 43). Следует лишь отметить существенные секторные различия. Так, зица в приатлантической западноевропейской тайге длится около 90 дней, а в восточносибирской северной тайге — более 200; разница в про­должительности вегетационного периода 70 -80 дней. По мере усиления континентальности укорачиваются переходные весенние и осенние фазы.

Нижний ярус гор в тайге представлен горнотаежным поясом (в северной тайге - до 300—600, в средней — до 600 — 1000, в юж­ной — до 1000 —1300 м). В среднегорьях его сменяет пояс редколе­сий, криволесий, кустарников, стлаников (до 600—800 м на севере, 1300—1500 м на юге). Выше расположены горные тундры и гольцы. В экспозиционных североамериканских и скандинавских таежных горах развито оледенение.

Бореально-суббореальные (подтаежные) ландшафты. Подтаеж­ные ландшафты отличаются от таежных повышенной теплообеспе-

ченностью (Y,t\o до 2000- 2200° С), увлажнение несколько снижает­ся, но, как правило, осадки превышают испаряемость. По степени континентальности различаются типы, аналогичные таежным. Наи­более типично подтаежные ландшафты представлены в Восточной Европе (Кк = 6Ч-7; г = 500-г-700 мм, £ = 500—600 мм). Здесь естес­твенный покров образован смешанными лесами с елью (на востоке также пихтой) в верхнем ярусе и широколиственными (липа, дуб, ясень, клен, вяз) в подлеске или нижнем подъярусе древостоя. В животном населении наряду с таежными видами появляются представители широколиственных лесов; богаче фауна беспозво­ночных. Запасы фитомассы близки к 300 т/га, продуктивность — около 12 т/га (местами больше). С опадом ежегодно поступает 200- 400 кг/га зольных элементов. Опад разлагается быстрее, чем в тайге; в составе гумуса наряду с фульвокислотами присутствуют ульминовые кислоты, которые частично связываются с основаниями и осаждаются в перегнойном горизонте. Зональные почвы дерно­во-подзолистые.

Наиболее близкий аналог восточноевропейской подтайги — севе­роамериканская- приатлантическая (лаврентийская) подтайга, но леса здесь богаче по составу, а почвы близки к бурым лесным. Западносибирская подтайга - типично континентальная, с березо­во-осиновыми лесами, серыми лесным почвами, сильной заболо­ченностью и признаками остепнения. Ее аналог — центральноканад­ская подтайга с неустойчивым увлажнением и парковыми осинника­ми. На Дальнем Востоке в подтаііге обнаруживаются переходы от резко континентального типа с лесами из лиственницы Гмелина и дуба монгольского к умеренно континентальному муссонному типу с богатыми широколиственно темнохвойными лесами на бурых лес­ных почвах. Очень ровным, прохладным и влажным климатом (К_к = = Зн-4, /2=14-М5° С, К_у>2) выделяются небольшие площади с ландшафтами подтаежного типа на севере Шотландии и юго- западе Скандинавии, с сосновыми и березовыми лесами, наличием вечнозеленых ерик (Erica) из вересковых, интенсивным торфообра- зованием.

По характеру сезонной структуры подтаежные ландшафты близ­ки к таежным (см. рис. 43), но отличаются большей длительностью активных фаз и менее продолжительной зимой.

Низкогорья в подтаежных ландшафтах заняты в основном тем­нохвойными лесами (до 700—800 м), для среднегорного яруса характерны заросли кустарников или верещатники; кое-где (в Шот­ландском нагорье выше 900 м) выражены фрагменты высокогорья с каменистыми россыпями и арктоальпийскими группировками.

В качестве отдаленного аналога подтаежных ландшафтов се­верного полушария можно рассматривать барьерно-дождевые ланд­шафты западного склона Патагонских Анд южнее 48° ю. ш. Климат здесь океанический, исключительно ровный и влажный с теплой зимой, но очень прохладным летом (/(« = 1 ~2, г>2000 мм, t\ около 5° С, ti около 10^е С). Господствуют густые, но низкоствольные смешанные леса из листопадных южных буков (род Nothofagus) и хвойных — эседро (Libocedrus), ногоплодника (Podocarpus), с густым подлеском, обилием папоротников, разнотравья, мхов и лишайников. Леса поднимаются в горы до 1000 1200 м на севере и до 400 м на юге. Выше развито мощное оледенение, концы ледни­ков нередко спускаются в море.

Суббореальные ландшафты

(типичные и переходные к субтропическим)

К суббореальной серии отнесены ландшафты теплоумеренного пояса (/?= 1500-^20000 МДж/м², £/«, = 2000-=-3800° С). Увлажне­ние в этом поясе колеблется в очень широком диапазоне, в связи с чем здесь представлен полный ряд ландшафтных типов от гумидных до крайне аридных. При дальнейшем увеличении радиационного баланса и теплообеспеченности (£/іо = 3800-^-5000° С) появляются признаки перехода к субтропикам; южные суббореальные («полу- субтропические») ландшафты также разнообразны и контрастны по увлажнению.

Суббореальные гумидные (широколиственнолесные) ландшафты.

Эти ландшафты тяготеют к приокеаническим секторам. В Европе они представлены тремя типами. Наиболее мягким и влажным климатом характеризуются западноевропейские ландшафты (ЛСк = 35, Л от 0 до 5—7° С, л = 700-^800 мм) с двумя подтипами — северным (J7₁₀= 18004-2800° С) и южным (£/ю = 2800ч-3600° С). Централь­ноевропейские ландшафты — слабо континентальные (/С_к = 6, ti от

1. до —5° С), осадки несколько сокращаются и К_у может быть не­сколько ниже 1,0; запасы тепла увеличиваются (£7 = 2500-^ -т-3600⁰ С). Здесь также выражены северный и южный подтипы. Далее на восток ареал суббореальных гумидных ландшафтов резко сужается, ч они представлены восточноевропейским типом, который простирается прерывистой полосой до Урала (К_к = 7~-8, /і= — (5-И4)° С, Х/.о = 2200-^2500° С).

Суббореальные муссонные ландшафты на о. Хонсю и на севере

о. Хоккайдо — умеренно континентальные (/С_к = 7; t\ = — (1-^3)° С, /₂ = 22-=-24° С; о = 3000-^3500° С), с обильными осадками в тече­ние всего года (г= ЮООн-2000 мм). На прилегающей части матери­ка континентальность быстро возрастает к западу до 9 — 10-й ступе­ни, 11 понижается до —20, —24° С, г — до 600-І-500 мм (с резким летним максимумом и весенним дефицитом влаги).

В Приатлантическом секторе Северной Америки можно разли­чать два типа суббореальных гумидных ландшафтов — умеренно континентальный (/(_к = 7) и типично континентальный (/С_к = 8). Тот и другой характеризуются относительно высокой тепло- и влаго- обеспеченностью (£Ѵю = 2800-^4000° С, г- 800ч- 1100 мм), но зима здесь довольно холодная (/і = —(10-М1)° С).

Наиболее специфичны барьерно-дождевые притихоокеанские се- веро- и южноамериканские, а также тасманийско-новозеландские суббореальные ландшафты с исключительно влажным (г = 2000-і-

4-4000 мм), очень ровным (/Ск = I Ч-5), но прохладным (£tю = = 2000-г-3000° С, t\ - до 4—8° С, <2= 13ч-16° С) климатом.

Суббореальные гумидные ландшафты при всем их разнообразии имеют много общего. Период активного функционирования геоси­стем здесь на 50- 60 дней больше, чем в бореальных ландшафтах, активнее влагооборот, химическое выветривание, биологический кру­говорот _ѵ Растительность представлена мезофильными листопадными широколиственными “Лесами с многими общими родами деревьев (дуб, бук, липа, клен, вяз, ясень, граб), нр восточноазиатские и севе­роамериканские леса богаче европейских В «дождевых» притихооке- анских лесах Северной Америки много хвойных, особенно выделяет­ся огромная (до 125 м) дугласия (Pseudotsuga taxifolia). Для широколиственных лесов южного полушария характерны вечнозеле­ные южные буки (Nothofagus) и многие другие древесные породы.

Запасы биомассы широколиственных лесов обычно 300— 600 т/га, годичная продукция— 10—16 т/га (в притихоокеанских лесах с дугласией запасы достигают 1000 -1200 т/га и более, при продуктивности 11 -16 т/га). В типичных условиях потребление химических элементов составляет 300—500 кг/га, с опадом возвра щается 250—35Ö т/га.

Животный мир широколиственных лесов северного полушария в целом однотипен. Среди млекопитающих есть крупные раститель­ноядные; в приокеанических ландшафтах, где нет мощного снежного покрова,_ благоприятны условия для копытных (олень, косуля, ка- бан)^Г1очва и подстилка насыщены беспозвоночными. До 90% всей шома^сътприходится на дождевых червей. Большим своеобразием, многочисленными эндемиками отличается фауна южноамериканских суббореальных лесов; древняя фауна с высоким эндемизмом свой­ственна лесам Новой Зеландии.

Активный биологический круговорот элементов (особенно каль­ция) и микробиологическая деятельность способствуют накоплению в почве гумуса (до 6—8%), определяют высокую насыщенность основаниями, слабокислую или даже нейтральную реакцию почвен­ных растворов. Типичны бурые лесные почвы, а для наиболее конти­нентальных восточноевропейских ландшафтов—серые лесные.

Сходства и различия типов широколиственнолесных ландшафтов ярко выражены в их сезонной ритмике (рис. 50). В западноевропей­ских ландшафтах зима с кратковременным (не ежегодным) снеж­ным покровом, состоянием покоя в растительном мире, безлистным аспектом в лесах длится обычно с начала декабря до февраля. В восточноевропейских широколиственнолесных ландшафтах зимой образуется устойчивый снежный покров, который держится от 60 80 дней на западе до 130—140 дней (со второй декады ноября до середины апреля) на востоке. Ранневесенняя фаза, когда зацветают лещина, ольха и другие раннецветущие растения, в приатлантиче- ских районах начинается в середине февраля или даже в конце января, а в восточноевропейских — только в апреле. Большинство широколиственных деревьев начинает зеленеть после перехода тем­пературы через 10° С и окончания заморозков (у дуба первые листья

			»	. г. '.7,5,7		• і '			-t
-		.	- /?			о ц5 о	1		1) .
			і :	•' * 11 •	•f ■ ‘ - і \ 1 1 г ' уЛ	о о| О		1

в	ш	IV	У	VI	ѵп	ѵш	а		Я
Х\\	1		г	I М I I	3 Ш	üb	С О 1 f о о Г AI о о о о	5	1 10 I .

Рис. 50. Сезонные спектры суббореальных гумидных ландшафтов:

/ -устойчивый смежный покров, 2 - неустойчивый снежный покров, .3 ранневесен- ияя и позднеосенняя бесснежные фазы. 4 разгар вегетации древесной растительно сти, 5 расцвечивание и листопад деревьев. 6 переходы средних суточных темпера тур, 1 ѴІІ месяцы

появляются во второй половине апреля на юге Центральноевропей­ского сектора, во второй половине мая — в Восточноевропейском). В материковых ландшафтах весной и в начале лета ощущается недостаток атмосферной влаги. Расцвечивание листопадных деревь­ев начинается после снижения средней температуры воздуха до 15° С (в начале сентября в северных и восточных районах, в первой половине октября в южных). Листопад заканчивается при сред­ней температуре около 5° С (конец октября на востоке, первая- вторая декада декабря на юге и западе).

Североамериканские приатлантические широколиственнолесные ландшафты по сезонной ритмике близки к центральноевропейским, а более континентальные к восточноевропейским. Восточноазиат­скому (дальневосточному) типу присущ муссонный режим с резкой контрастностью основных сезонов.

Высотная поясность наиболее полно представлена в Альпах, Карпатах и на северо западном склоне Большого Кавказа. Нижний ярус гор (до 600 800 м) занимают горные широколиственные леса с господством дубов. В среднегорье нижний пояс характеризуется буковыми лесами (до 1000 1500 м), верхний гемнохвойными (до 1600—2200 м). В высокогорном ярусе сменяются пояса: 1) субаль­пийских криволесий, кустарников (рододендронов) и высокотравных лугов (до 2000 2400 м), 2) низкотравных альпийских лугов (до 2500 -3000 м), 3) субнивальных скал и каменистых россыпей и 4) горных ледников. Снеговая линия в Татрах лежит на высоте 2300 м, в центральной части Альп 3000 3300 м.

Суббореальные семигумидные (лесостепные) ландшафты. Лесо­степные ландшафты свойственны континентальным секторам мате­риков. По запасам тепла они мало отличаются от широколиственно­лесных, но уступают им по влагообеспеченности (К_у = 0,6-Ь 1,0), так что на плакорах леса постепенно исчезают и сменяются луговыми степями на почвах черноземного типа. В Восточной Европе и Запад­ной Сибири лесостепные ландшафты образуют хорошо выраженную

зону. Восточноевропейские лесостепные ландшафты типично конти­нентальные, относительно более теплые и влажные (Кк = 8, ХУю = = 22004-2500° С, г около 600 мм); в естественном покрове до распашки преобладали остепненные луга и луговые степи с густым высоким травостоем из мезо- и ксерофитных злаков (ковыли, типчак, тонконог, мятлик, кострец и др.) и обильного разнотравья; леса (дубравы) приурочены к высоким правобережьям рек, балкам, западинам. В животном мире сочетаются лесные и степные предста­вители. В западносибирской лесостепи климат приближается к резко континентальному (К_к = 8ч-9), зима продолжительнее и суровее, тепла и влаги меньше (Jtw=20004-2200° С, г = 400ч-500 мм). Раз­витие широколиственных лесов здесь исключено; на фоне остепнен- ных лугов и луговых степей разбросаны осиново-березовые рощи и колки. Лесостепные ландшафты суббореального характера, с резко континентальным муссонным климатом занимают небольшую пло­щадь на Дальнем Востоке — на подгорных равнинах, окаймляющих с востока низменность Сунляо. В Северной Америке к лесостепному суббореальному типу следует отнести северную часть так называе­мых прерий (в междуречье Миссисипи и Миссури).

Фитомасса восточноевропейских и западносибирских луговых степей около 15-' 20 т/га, ежегодная продукция — 15—26 т/га, на ее создание потребляется до 1000 кг/га зольных элементов. Интен­сивность биологического круговорота здесь выше, чем в широколи­ственных лесах, и максимальная для суббореального пояса. При разложении опада образуются устойчивые органо-минеральные сое­динения, способные сорбировать большое количество кальция, ка­лия, фосфора и др. Формируются выщелоченные и типичные чернозе­мы, содержащие до 700—800 т/га гумуса. Они полностью насыщены основаниями, имеют нейтральную реакцию.

Сезонный ритм хорошо выражен (см. рис. 43). Зима с устойчи­вым снежным покровом в западносибирской лесостепи длится с на­чала второй декады ноября до начала апреля, к западу ее продолжи­тельность сокращается (с конца декабря до начала марта). Основ­ной активный период годового цикла, когда температура воздуха выше 10° С, в Западной Сибири продолжается примерно с середи­ны мая до середины сентября, а в восточноевропейской с конца апреля до начала октября. Однако активность влагооборота и дру­гих процессов в значительной степени ограничена недостатком атмосферных осадков (с апреля по сентябрь К_у<1).

Высотная поясность наиболее полно проявляется в лесостепных горах Западной Сибири. На наветренных западных склонах низко- горья до 700 800 м заняты поясом влажной черневой тайги с осино­во-пихтовыми высокотравными лесами. В среднегорном ярусе (до 120С —1400 м) ее сменяет кедрово-елово-пихтовая горная тайга; высокогорья имеют тундрово-гольцовый характер. Подветренные низкогорья заняты сухими травяными сосновыми, лиственнично­сосновыми и березовыми лесами, среднегорья преимущественно горными лиственничниками.

Суббореальные семиаридные (степные) ландшафты. Дальнейшее усиление сухости, когда К_у снижается до 0,6—0,3, приводит к смене лесостепных ландшафтов степными. В Евразии они образуют хорошо выраженную внутриконтинентальную зону, нигде не выходящую к берегам океанов, с четырьмя типами ландшафтов: типично конти­нентальным восточноевропейским (ft_K = 8: о = 2800-=-3600° С, г = 400ч-500 мм), резко континентальным казахстанским (/Ск = 9; £/ю = 2000-^2700° С; г = 300-^400 мм), крайне континентальным центральноазиатским (/С_к = 10, £/ю = 2000 -=-2100° С, r = 250-f- 350 мм) и муссонным крайне континентальным восточноазиатским (Кк—10, J7io — около 2800° С; /" = 400-f-500 мм). Значительную площадь степные ландшафты занимают в центре Северной Америки, их наиболее близкий аналог в Евразии — казахстанские степи; не­большие фрагменты ландшафтов этой серии встречаются в южном полушарии — в Патагонии (где они трудно отделимы от полупус­тынь) и на востоке Новой Зеландии (в барьерной тени Новозеланд­ских Альп).

Основные эдификаторы степных сообществ многолетние дер- новинные злаки (ковыли, типчак, житняк и др.). В евразиатских суббореальных степях хорошо прослеживаются три подзоны (и три подтипа ландшафтов). Для северной характерно обильное разно­травье, в средней (засушливой) подзоне разнотравье беднее и имеет более ксерофильный характер, в южной (сухой) степи господствуют дерновинные злаки, проективное покрытие всего 50—60%.

Безлесие, обилие и круглогодичная доступность кормов опреде­ляют особенности животного населения степи, в частности преобла­дание фитофагов (самая многочисленная группа среди млекопита­ющих — грызуны, в прошлом были типичны также копытные). Мно­гие животные живут в норах. Численность и масса беспозвоночных намного меньше, чем в лесах и лесостепи.

Запасы фитомассы в северных степях — порядка 10 15 т/га, в южных — 5—10 т/га Такого же порядка величина годичной продукции. С растительным опадом в почву ежегодно поступает около 400—500 кг/га зольных элементов и азота. В опаде много оснований. Поглощающий комплекс почв насыщен основаниями, реакция почвенного раствора нейтральная или слабощелочная. В по­чве накапливаются карбонаты, а в южной степи, кроме того, гипс, сульфаты и хлориды. Минерализация органических остатков замед­лена из-за сухости, и в почве накапливается много гумуса, хотя и меньше, чем в лесостепи: в обыкновенных черноземах северной степи 500—600 т/га, в южных черноземах средней степи 300— 500 т/га. В южных степях формируются темно-каштановые и кашта­новые типичные почвы, часто карбонатные и солонцеватые, с отно­сительно невысокой гумусностью.

Продолжительность и характер сезонных фаз в большой степени зависят от степени континентальности. В резко и крайне конти­нентальных условиях Казахстана (см. рис. 43) и Центральной Азии зима длится с начала или середины ноября до конца марта — начала апреля. Снежный покров маломощный, и почва промерзает до 1,5 -2,5 м. В степях Причерноморья устойчивый снежный покров не образуется. В типичных восточноевропейских степях начало весны приходится на конец марта и характеризуется бурным таяни­ем снега, быстрым прохождением половодья, интенсивным плоскост­ным смывом, ростом оврагов В конце марта апреле возобновляет­ся вегетация эфемероидов, а во второй половине апреля -- первой половине мая - основных степных злаков. Самая сухая фаза прихо­дится на вторую половину июня - первую половину июля, когда у растений вЪіражен период полупокоя. Со второй половины июля наблюдается некоторое оживление, но в сентябре травостой начина­ет высыхать. К востоку наступление весенних и летних фаз запазды­вает, причем в центральноазиатских степях пик вегетации приходит­ся на июль, когда выпадает наибольшее количество осадков.

Степной тип высотной поясности лучше всего прослеживается на внутренних склонах хребтов Алтайско-Саянской системы. Низкогор ный степной пояс поднимается здесь до 1000 1200 м (местами до 1500—1800 м). Для среднегорного яруса характерен пояс листвен­ничных лесов (до 1800—2200 м). В высокогорьях встречаются кобре- зиевые пустоши, переходящие в горные тундры, на самых высоких хребтах — субнивальный пояс и горные ледники.

Суббореальные аридные (полупустынные) ландшафты. В Евра­зии полупустынные ландшафты представлены двумя типами: резко континентальным казахстанским (Кк = 9; £7іо = 32004-3600° С; г = = 200-=-300 мм, К_у = 0,24-0,3) и крайне континентальным централь­ноазиатским, или монгольским (Кк— 10, ££ю = 26004-3000° С, г = = 1004-200 мм, Кѵ =0,1 4-0,2). Черты аридности проявляются в сла­бом развитии стока, интенсивном механическом выветривании, деф­ляции, во впадинах - - соленакоплении. Разреженный растительный покров в казахстанских полупустынях образован чередующимися по элементам микрорельефа полынно дерновиннозлаковыми и ксеро фитнокустарничковыми (прутняк, ромашник и др.) сообществами, в центральноазиатских — мелкодерновиннозлаковыми (ковыльковы- ми) и кустарничковыми. Запасы фитомассы сокращаются до 8 — 10 (местами 2 4) т/га, продуктивность — около 3 5 т/га Откры­тость территории, недостаток воды, сезонные и межгодовые колеба­ния кормов определяют особенности животного мира. Характерны грызуны; зоомасса беспозвоночных в несколько раз меньше, чем в степи. Зональные почвы светлокаштановые и бурые пустынно­степные — карбонатные и нередко солнцеватые, с малым содержани­ем гумуса (в первых 2—4%, во вторых- 0,5—1,5%).

В казахстанских полупустынях фаза устойчивого снежного по­крова продолжается от 95 дней на западе до 135 — на востоке (см. рис. 43). Жизнедеятельность ранневегетирующих видов начина­ется после перехода средней температуры воздуха через 5° С (около 10 апреля на западе, на 5—7 дней позже на востоке). В течение всего бесснежного периода в почве наблюдается недостаток влаги.

Эфемеры и эфемероиды заканчивают вегетацию уже к началу июня, типчак и ковыль — к началу июля. Пустынные кустарнички летом находятся в угнетенном состоянии, но осенью оживают и могут вегетировать до 6- 12 октября

В горах полупустынного Казахстана низкогорный ярус (до 1200—1500 м) занят горными степями, в среднегорном ярусе (до 2300—2600 м) -- сложное сочетание степей, лугов, кустарников, местами редкостойных лиственничников; в высокогорном - субаль­пийские и альпийские луга, а выше 3000—3500 м — нивальный пояс. В горах центральноазиатского типа высотный спектр имеет более аридный характер: до 1600—2100 м поднимаются горные полупусты­ни, сменяющиеся горными степями (до 2700—2900 м), переходящи­ми в кобрезиевые пустоши.

К полупустынному типу относятся ландшафты Патагонии, лежа щие в барьерной тени Патагонских Анд. Здесь доминируют колючие кустарники и полукустарнички на почвах, близких к бурым пустын­но-степным.

Суббореальные экстрааридные (пустынные) ландшафты. Суббо­реальные пустыни широко распространены в центре Евразии. Им присуща крайняя аридность (/•<200 мм, К_у = 0,104-0,15), жаркое лето и значительные запасы тепла {R= 1800-г-2000 МДж/м², h = = 24 4-26° С, £7,0 = 3200 4-4000° С), но довольно холодная зима (<і=—(104-15)° С). Различаются резко континентальные казах­станские и крайне континентальные центральноазиатские субборе­альные пустыни. Крайняя аридность проявляется в отсутствии мест­ных рек с постоянным течением, развитии физического выветрива ния, аккумуляции обломочного материала, дефляции и эоловой аккумуляции, соленакоплении. Растительный покров сильно разре­жен, для него характерны полыни и солянки (фитомасса 3,5— 6,0 т/га, продуктивность 0,5—4,0 т/га), псаммофитные сообщест­ва на песках, сочные солянки на солончаках. Величина зоомассы также низкая, основную часть составляют беспозвоночные, среди позвоночных преобладают грызуны. Многие звери зимой впадакѴт в спячку, а летом их активность резко снижается из-за выгорания растительности. Растительный опад быстро минерализуется, содер­жание гумуса в серо-бурых почвах- не более 1%.

Зима в суббореальных пустынях продолжительная (75 125 дней), с устойчивым, но маломощным снежным покровом В конце марта—начале апреля на западе пробуждаются ранние эфемеры (в Центральной Азии они исчезают), основной период вегетации - апрель—май. В июле— августе большинство пустынных кустарничков находится в состоянии покоя, в сентябре их вегетация возобновляется, а во второй половине октября они засыхают.

В пустынях казахстанского типа высотно-поясной ряд начинается низкогорными, преимущественно полынными пустынями (до 800 м). В среднегорном ярусе на внешних склонах до 1200—2000 м домини­руют горные ковыльные степи, переходящие в пояс, представленный

сочетанием разнотравно-злаковых лугов, ковыльно-разнотравных степей, кустарников и местами лесов из тяньшаньской ели (до 2700-3000 м); на внутренних склонах горные полупустыни (до 1800 м) сменяются типчаковыми степями (до 2700 м). Высокогорья начинаются субальпийскими лугами, чередующимися с арчевниками, горными степями и каменистыми обнажениями (до 3000—3400 м), выше — альпийские луга среди скал, осыпей, снежников (до 3400­3500 м), переходящие в субнивальный пояс, и ледники. В субборе- альных пустынях Центральной Азии пояс горных пустынь поднима­ется до 1600 м, выше расположены горные полупустыни (до 2300 м), горные степи (до 3500 м), кобрезиевые пустоши, субнивальные каменистые россыпи и ледники.

В Северной Америке суббореальные пустыни распространены в барьерной тени Каскадных гор и Сьерры-Невады. Для них ха­рактерны разреженные кустарниковые сообщества из полыни трех­зубчатой на серо-бурых почвах. В марте-апреле вегетируют эфеме­ры. В южном полушарии аналоги описанных типов ландшафтов практически не выражены.

Суббореальные южные гумидные («полусубтропические») ланд­шафты. На западе Евразии ландшафты этой группы образуют переходную зону между зонами широколиственных лесов и среди­земноморской и могут быть названы субсредиземноморскими. Запа­сы тепла здесь значительно выше, чем в типичных суббореальных ландшафтах (£<т до 4500° С), зима теплее (tі выше 0° С), но низкий абсолютный минимум температур (до —20° С, местами ниже) препятствует произрастанию вечнозеленых деревьев. Основные лесо­образующие породы теплолюбивые виды листопадных дубов, каштан и др. Под их пологом возможно произрастание вечнозеленых кустарников (самшит, падуб и др.). Теплая зима способствует интенсивному выветриванию, ферраллитизации и формированию ко­ричневых почв, близких к средиземноморским.

Изменения в степени континентальности и увлажнения определя­ют наличие нескольких типов субсредиземноморских ландшафтов:

1. западноевропейские приатлантические с очень ровным и влажным климатом (Кк = 5, г — около 1000 мм); 2) центральноевропейские умеренно и типично континентальные (К* = 6-^8, r = 500-j-700 мм), местами с признаками остепнения; 3) колхидские и гирканские экс­позиционные (/(_К = 6-Ь7, г - свыше 1500 мм), с лесами богатого флористического состава, подзолисто-желтоземными почвами на равнинах, желтоземами и красноземами в предгорьях.

В сезонном ритме у субсредиземноморских ландшафтов много общего с суббореальными гумидными, но зимний период покоя значительно сокращается, а летом резче выражен дефицит влаги (за исключением колхидских ландшафтов).

Для гор типичен следующий спектр высотных поясов: 1) низко­горный лесной субсредиземноморский с богатыми широколиственны­ми лесами и вечнозеленым подлеском (до 800- 1000 м); 2) нижний среднегорный буковых лесов, также с вечнозеленым подлеском (до 1000—1600 м), 3) верхний среднегорный темнохвойный (до 1800- 2000 м), 4) нижний высокогорный субальпийский с кри- волесьем, зарослями рододендронов, высокотравными лугами (до 2300-2600 м), 5) верхние пояса—альпийский луговой, субни- вальный и горноледниковый.

Аналоги описанных ландшафтов, преимущественно горные барь­ерно-дождевого характера, можно наметить на тихоокеанском побережье Северной и Южной Америки, а также в Тасмании и Новой Зеландии. Обычно они очень нечетко отделяются от типичных суббореальных гумидных ландшафтов.

На востоке Евразии, в полосе вдоль среднего и нижнего течения Янцзы выделяется особый, восточнокитайский тип лан­дшафтов рассматриваемой зональной серии. Климат здесь муссон­ный континентальный (Д'_к = 8) с большими запасами тепла (£t|o> >5000° С) и обильными осадками (г = 10004-1300 мм), пре­имущественно летними. Зима относительно холодная для данных широт (/|=24-5° С; f_min до (10-f-14)° С). В богатых по видовому составу лесах верхний ярус образован листопадными породами, а нижний вечнозелеными. Зональные почвы желто-коричневые, слабокислые, насыщенные основаниями. Нижний ярус гор (до 1000 м) занят листопадными (преимущественно дубовыми) лесами с участием субтропических видов; выше (до 2500 м) — среднегорный пояс лесов из листопадных пород и сосны, переходящий в горную (в основном пихтовую) тайгу. Выше 3500 м господствуют заросли кустарников, кобрезиевые и осоковые луга.

К «полусубтропическим» можно отнести лесные приаппалачские ландшафты примерно к югу от 40°с.ш. (Ки = 8, около

4800° С, г>1000 мм) с полидоминантными листопадными ши­роколиственными лесами, в которых присутствуют магнолия, лавр благородный и некоторые другие вечнозеленые деревья.

Суббореальные южные семигумидные (лесостепные) ландшафты. Ландшафты этой группы близки к типичным суббореальным ле­состепным и связаны с ними очень постепенными переходами. Отличия обусловлены увеличением как запасов тепла (£/іо= = 36004-4800° С), так и влаги (/- = 6004-1000 мм), но в силу увеличения испаряемости коэффициент увлажнения остается ниже 1,0. Сюда следует отнести южную часть североамериканских «прерий» (в низовьях Миссисипи и Миссури), где в прошлом господствовали высокотравные злаковники с участием бородача, а по долинам рек — леса и рощи из дубов и гикори (Сагуа)\ плакорные почвы — брюниземы - черноземовидные, с признаками перехода к бурым лесным. Активный период годового цикла с темпе­ратурами выше 10° С длится здесь около 200 дней; зимой средние температуры отрицательные, но устойчивого снежного покрова обыч­но не бывает.

К особому типу, не имеющему близких аналогов, следует отнести ландшафты Великой Китайской равнины и прилегающих гор. Кли­мат здесь типично муссонный, континентальный и резко конти- ментальный, с довольно холодной и очень сухой зимой (fi = — — (1 -г^-10)° С; f_mil] — до —30° С, местами ниже) и жарким летом (/2 = 254-26° С). Осадки выпадают в основном летом; весной обычны засухи. На плакорных равнинах до их сплошного освоения, вероятно, произрастали сухие остепненные леса из разных видов дуба и китай­ской сосны. Почвы имеют черты сходства с коричневыми.

Суббореальные южные семиаридные (степные) ландшафты. Эта переходная группа представлена в более южных частях степных зон Евразии и Северной Америки и характеризуется всеми типичными чертами описанных суббореальных степей. Повышенная теплообес- печенность сказывается, в частности, в участии южных видов злаков (бородач, иногда темеда) в степном травостое. Наиболее своеобраз­ны восточноазиатские муссонные степи бассейна Хуанхэ (Лёссовое плато). Они характеризуются исключительно сильной эродированно- стью, специфическими почвами «хэйлуту», близкими к каштановым, но с признаками сероземов и коричневых почв.

По характеру увлажнения (К_у = 0,5-і-0,7) к этой же группе должны быть отнесены центральнозакавказские, преимущественно горные ландшафты, лежащие в области перехода от субсредиземно­морских ландшафтов к пустынным. Для предгорий характерны вторичные заросли колючих кустарников, бородачевые степи, арид­ные редколесья, переходящие в нижнем ярусе гор (до 1000— 1100 м) в леса из грузинского дуба; в среднегорном ярусе преобладают буковые леса (до 1800 -2300 м).

Суббореальные южные экстрааридные (пустынные) ландшафты. В центре Евразии хорошо выражены два типа пустынь, переходных от суббореальных к субтропическим: туранские (Кк = 9; £/іо = = 40004-5200° С, г= 1004-150 мм, Л’_у = 0,054-0,10) и таримские (Кк=Ю; — 45004-6000° С; г<100 мм, К_у<0,05). В туранских пустынях наблюдается зимне-весенний максимум осадков, в расти­тельном покрове наряду с полынями и солянками большую роль играют весенние эфемеры и эфемероиды (луковичный мятлик, узко­листная осочка). Для песчаных массивов характерны белосаксауль- ники (фитомасса у них около 27 т/га, продуктивность 7,5 т/га), в долинах транзитных рек — тугайная растительность (тополь, лох и ДР ) ■ Типичные почвы — светлые сероземы, малогумусные (1,0­1.5%), с большим содержанием карбонатов по всему профилю и растворимыми солями в его нижней части.

Зима короткая, с возможностью кратковременного снежного покрова с середины или конца декабря до середины - конца февра­ля; случаются морозы до —30° С. В марте — апреле эфемеры и эфе­мероиды создают зеленый аспект. С июня по октябрь или ноябрь длится засуха, рост полыней прекращается в конце июня — начале июля. Осенью количество осадков несколько возрастает, и темпера­турные условия позволяют травам вегетировать до конца ноября середины декабря, а в отдельные годы осочка и мятлик вегетируют в течение всей зимы.

В туранских горах нижний ярус занят поясом эфемерово-полын ных пустынь (до 800—1000 м). В нижнем подъярусе среднегорий (до 1500—2000 м) сочетаются крупнотравные эфемероиды, фисташко­вые редколесья, арчевники. Выше на влажных склонах расположены «полусаванны» с гигантскими зонтичными (юган, ферула), заросли кустарников, фрагменты листопадных (из ореха, яблони, алычи) и хвойных (из тяньшаньской ели) лесов (до 2500 2800 м). На внутренних склонах среднегорий (до 3500 м) господствуют типчако- вые степи со стелющимися арчевниками, зарослями колючих трав. Высокогорья имеют тот же характер, что и в типичных суббореаль­ных пустынях, но границы поясов смещаются вверх. Снеговая граница в пустынных районах поднимается до 4400 м.

Таримские пустыни наиболее аридные. Здесь обширные площади заняты каменистыми хамадами и массивами подвижных песков, практически лишенных растительного покрова. Горные пустыни под­нимаются до 2400 —2800 м. Над ними пояс горных полупустынь с разреженным покровом из ковыльков и пустынных кустарничков (до 2500 3200 м). Выше следует пояс горных степей (до 3500— 3800 м). В высокогорьях кобрезиевые пустоши переходят в субни- вальные каменистые россыпи с редкими подушковидными растения­ми. Снеговая линия лежит выше 4000 4200 м.

Субтропические ландшафты

Понятие «субтропики» предполагает достаточно высокий уровень теплообеспеченности (г?к2000—3000 МДж/м², £Ло = 4600—5000-ъ 4-8000° С) и при этом достаточно теплую зиму (^і не ниже —5° С, ^гпіп— не ниже —(Юн-15° С), так что вегетация возможна почти круглый год и деревья сохраняют зеленую листву в холодное время. Что касается условий увлажнения, то они варьируют в таком же широком диапазоне, как и в суббореальных ландшафтах, т. е. от гумидных до экстрааридных.

Субтропические гумидные (влажные лесные) ландшафты. Ха­рактерны для восточных окраин материков в обоих полушариях. Климат формируется под влиянием океанического пассата, часто усиливаемого муссонным или экспозиционным эффектом. Лето жар­кое (^2 = 244-28° С), зима теплая (^і =5^-12° С), осадков выпадает не менее 1000 мм в год. Зональный тип растительности богатые полидоминантные вечнозеленые широколиственные леса. В живот­ном мире сочетаются виды, присущие суббореальным и тропическим лесам. Очень много беспозвоночных, существующих как за счет живой растительной массы, так и отмерших органических остатков. Биологический круговорот протекает очень активно. Органическое вещество интенсивно разлагается и минерализуется на протяжении всего годового цикла, так что в почве накапливается мало гумуса (чаще 1,5—2,0%). Зональные почвы — желтоземы и красноземы — отличаются незначительной емкостью поглощения, низким содержа­нием обменных оснований, азота и фосфора, высокой кислотностью (pH = 4,0—5,0).

Различаются пять типов субтропических гумидных ландшафтов. Восточноазиатский тип имеет ясно выраженный муссонный умеренно

■ х ’

2»|||

ш

Гумидные североамериканские лондшафты (Атлонта)

Ыю=

т

ж

-ш

Q

чедизем

HOMOPCh 'У/stт

ие ебр

опеиски \VS-I-

e панд

шофть '^0

1 (Рим) = =fc

Сре

’VI ? 11

іморсии

^..ГчЧ е себе/

DOOCPPU.

чонские

ланди.

юфты

(Алжир)

ѵ t- Х' А /У /У ib'S'A'S

Ш

• V \ -

-I-I :h:Z-25

\\ ЧѴ'

'УУЯФ, ш

-'і - •-

Семиаридные североамериканские паидшафтьі (Сан Антонио)

Ш	/ѵ /у / V /У //	'\S'S	'■Ш	Ж 'ÄS	* "t - ^	„	\W-'^ ■	<'S'S	^ Z' У/ SS2U S'/As.	'S' V~. S' /'S-
Экстроаридные переднеазиатские пондшофты (Заболь)
\\w\ w\v			ч Z20--- L_i	• 1 ■ ■f.::	• b ■		. . . 1. • • -30	• ■ -25 •	■ ■ 20	r*!=ä=K 1

Ш

Ш

1

континентальный (Д’_к = 7) характер. В островном (японском) вари­анте сезонные контрасты в увлажнении смягчаются по сравнению с континентальным (восточнокитайским) вариантом, где зимой или осенью может наблюдаться недостаток атмосферной влаги (рис. 51). В составе богатейших вечнозеленых лесов представлены многие виды из лавровых, сотни видов дуба, многочисленные мезозойские и третичные реликты из хвойных. Характерны лианы и эпифиты. В лесах Японии запасы фитомассы составляют 240 480 т/га, а в криптомериевых лесах — 1200—1700 т/га. Годичный прирост — около 12, реже до 20—23 т/га. На юге Китая растительность вегети­рует круглый год, на остальной территории зимой некоторые кустар­ники сбрасывают листву, высыхает травяной покров. На Японских островах с декабря по март значительная часть осадков выпадает в виде снега.

ГІояс вечнозеленых лесов занимает низкогорья — до 400

800 м на Японских островах, 1000—1200 м — в континентальной части Восточного Китая, 1500 м — на Тайване. На континенте выше расположены пояса смешанных листопадно-вечнозеленых лесов (до 1500—1600 м), хвойно-широколиственных лесов (до 3000 м), тем­нохвойных лесов (до 4000—4300 м), зарослей вечнозеленых родо­дендронов и высокорных лугов На Японских островах среднегорный ярус представлен поясами листопадных широколиственных лесов (до 1500 1600 м) и темнохвойных лесов (до 2400—2800 м), высоко­горный — фрагментами пояса верещатников.

Североамериканские (приатлантические) субтропические гумид- ные ландшафты отличаются от восточноазиатских более равномер­ным режимом осадков, но во внутренних районах летом ощущается их некоторый недостаток, наблюдается повышенная континенталь- ность (/(к = 8; t_min до —(20-=-25° С). В растительном покрове пре­обладают леса из разных видов сосен с участием вечнозеленых дубов, гикори, магнолии, лавра и др.

Южноамериканские аналоги этого типа характеризуются обили­ем и относительно равномерным выпадением осадков; вечнозеленые! леса сложного состава на высоте около 400 м сменяются разре­женными араукариевыми лесами.

В Южной Африке ландшафты гумидных субтропиков занимают неширокую прибрежную полосу у подножья Драконовых гор и име­ют экспозиционно-дождевой характер. В лесах — несколько видов хвойного ногоплодника (Podocarpus), древовидный папоротник, пальмы, лианы, эпифиты.

В субтропических широтах юго восточной окраины Австралии, на севере Новой Зеландии, отчасти в Тасмании также сказывается барьерный эффект. В субтропических лесах Новой Зеландии извест­но более 100 древесных пород, в том числе ногоплодники, вечнозеле­ные лиственные, пальмы, много лиан и эпифитов. На материке верхний ярус «дождевых» субтропических лесов образуют гигант­ские эвкалипты, во втором ярусе — различные вечнозеленые широ­колиственные, хвойные, древовидные папоротники, саговники; широ­ко представлены лианы и эпифиты

Субтропические семигумидные и семиаридные ландшафты с зим­ними осадками (средиземноморские). Западная периферия матери ков в субтропических широтах летом находится в сфере воздействия сухого континентального пассата и испытывает в этот период резкий дефицит влаги. Осадки связаны в основном с циклонами полярного фронта и выпадают в холодную половину года, когда они наиболее эффективно могут использоваться растительностью, поскольку поте­ри на испарение сокращаются, а температурные условия допускают вегетацию. Поэтому, несмотря на низкий годовой коэффициент увлажнения (от 0,3 0,4 до 1,0), здесь возможно произрастание лесной растительности. Влияние зимних циклонов в большой мере зависит от орографии и наиболее ощутимо на наветренных склонах хребтов и в узкой приморской полосе, причем количество осадков колеблется в широких пределах (400—1000 мм).

Классический пример подобных условий — полоса суши, примы- каюшая к берегам Средиземного моря (Л'_к = 6-4-8), откуда лан­дшафты этого типа получили название средиземноморских. Здесь можно выделить два подтипа — северный, преимущественно семигу- мидный (£/ю = 4500-Ьб000° С, h = 7 4-10° С, t_nm= — (Юн- 15)° С) и южный, в основном семиаридный (pi₀ = 6ÖOO-f-7500° С, /і = = 10-=-14° С; t_min= — (ІЧ-3)° С). Естественный покров образован жестколистными (склерофильными) вечнозелеными деревьями и кустарниками, способными переносить летнюю засуху. Наиболее характерные представители -- каменный дуб (Quercus ilex) для северного подтипа, дикая маслина (Olea еигораеа) и рожковое дерево (Ceratonia siliqua) —для южного. Леса почти полностью исчезли, на их месте широко распространены заросли вечнозеленых кустарников (маквис). Запасы биомассы в лесах каменного дуба относительно невелики (более 300 т/га), продуктивность также невысока (около 7 т/га). Опад быстро разрушается. В почве зимой происходит интенсивное химическое выветривание с образованием вторичных минералов и оглинением, в нижней части профиля накап­ливаются карбонаты, которые в сухой летний период поднимаются по капиллярам. Типичные коричневые почвы нейтральные или слабощелочные, богатые основаниями, с 4—7% гумуса.

Сухой сезон продолжается с июня по август на севере, с апреля по сентябрь — на юге (рис. 51), функционирование геосистем в это время ослаблено; верхние горизонты почвы иссушаются. Большин­ство древесных пород, а также многие кустарники, имеющие мощную корневую систему, продолжают зеленеть, но у некоторых листья свертываются и частично опадают к концу лета. В октябре начина­ются осенние дожди. Снег выпадает не ежегодно и, как правило, не образует покрова. Эпизодические морозы затормаживают развитие растений, но большинство из них продолжает зеленеть всю зиму.

Типично средиземноморский характер сохраняют ландшафты низ­когорного яруса — до 200—300 м на северной окраине, до 1200— 1300 м — на юге (в Атласе). В нижнем подъярусе среднегорий — субсредиземноморский пояс с лесами из листопадных деревьев с веч­нозеленым подлеском (до 600 800 м на севере, 1300- 1500 м на юге, в Атласе местами до 1800 2000 м), выше — горный аналог субборе­альных ландшафтов, преимущественно с буковыми лесами (до 1500- -2100 м, но на юге этот пояс выпадает), затем - аналог боре- альных ландшафтов с пихтовыми, еловыми, на юге — кедровыми лесами (до 2000—2500 м). Для высокогорий характерны ксерофит- ные кустарники, колючеподушечники, можжевеловые редколесья, реже - горные луга.

В Северной Америке к средиземноморскому типу следует отнести узкую полосу вдоль тихоокеанского побережья у подножья Берего­вых хребтов с очень ровным климатом (Кк = 2—-4), прохладным летом и постоянно высокой влажностью воздуха. Более гумидный северный подтип примечателен лесами из секвойи вечнозеленой (Sequoia sempervirens) -- гигантского дерева, создающего макси­мальные известные запасы фитомассы (до 4250 т/га); годичная продукция — до 27 т/га. Южный подтип — семиаридный, со склеро- фильными лесами из многих видов дуба и кустарниками (чапараль).

В Южной Америке ландшафты средиземноморского типа занима­ют небольшую площадь у западных подножий Анд. Склерофильные древесные и кустарниковые сообщества очень своеобразны; в них представлены виды из лавровых, магнолиевых, сумаховых и др., встречаются рощи из эндемичной слоновой, или медовой, пальмы {Jubaea spectabilis)

Капские ландшафты на крайнем юге Африки характеризуются всеми типичными особенностями средиземноморского климата и бо­гатейшими по видовому составу склерофильными растительными со­обществами, в которых участвует несколько тысяч эндемиков и мно­жество третичных реликтов Леса почти не сохранились, господствует «финбош» — аналог маквиса. Плохо сохранилась и богатая фауна.

В Австралии ландшафты средиземноморского типа занимают крайний юго-западный выступ материка. Здесь много эндемичных видов, родов и даже семейств растений. Типичны леса из склеро- фильных эвкалиптов с кустарниковым ярусом, в котором много пред­ставителей протейных. Своеобразно животное население с многими сумчатыми (кенгуру, муравьед и др.).

Субтропические семигумидные (лесостепные) ландшафты. Влаж­ные лесные субтропические ландшафты восточных секторов конти­нентов по мере сокращения увлажнения в направлении к центру суши переходят в семигумидные ландшафты (г = 600-=-1000 мм, A’_y = 0,5-f-0,8), преимущественно с летним максимумом осадков. Континентальность климата несколько повышается (обычно Л’_к = 8). Растительный покров довольно разнообразен (редколесья, саванны, высокотравные прерии) и может рассматриваться как субтропиче­ский аналог лесостепи.

В субтропической Азии переход от влажной восточной периферии к аридному центру приурочен к высокогорьям восточной окраины Тибетского нагорья, и его можно проследить лишь в наличии сме­шанных и переходных спектров высотной поясности; в частности, заросли вечнозеленых рододендронов и высокотравные луга замеща­ются здесь листопадными кустарниками, кобрезиевыми пустошами, разреженными подушечниками.

В Северной Америке зона влажных субтропических лесов окай­млена на западе полосой своеобразной лесостепи, в которой высоко­травные субтропические степи с преобладанием бородача на чернозе­мовидных почвах (близких к брюниземам) чередуются с разрежен­ными и низкорослыми дубовыми лесами.

В Южной Америке ландшафты аналогичного типа распростране­ны севернее Ла Платы. Климат здесь относительно мягкий (Л’_к = = 6—7) и влажный (г=1000 1400 мм, К_у— близок к 1,0) Расти­тельность имеет характер саванны с низкорослым разреженным дре­востоем из вечнозеленых и листопадных пород и злаковым покровом или высокотравной разнотравно-злаковой степи с кустарниками и остатками лесов (зонтиковидная акация, колючие прозописы и др.). Почвы — темноцветные брюниземы.

На юго-востоке Австралии семигумидные субтропики характери­зуются редкостойными эвкалиптовыми лесами с густым подлеском из склерофильных кустарников, переходящими в эвкалиптовые редко­лесья со злаковым покровом. Почвы — красновато-коричневые или красно-бурые, близкие к коричневым, малогумусные, с нейтральной реакцией и низкой насыщенностью основаниями.

Субтропические семиаридные (степные) ландшафты. Типичны для переходных восточных секторов субтропического пояса. По средним показателям увлажнения (г = 400-ь800 мм, К_у = 0,3-=-0,6) они сходны со средиземноморскими ландшафтами, однако здесь осадки выпадают в основном летом, когда они малоэффективны из- іа высокой испаряемости. Существование лесов, как правило, ис­ключено преобладают степи или аридные редколесья.

Североамериканский тип семиаридных субтропиков хорошо вы ражен на крайнем юге Великих равнин. Климат здесь близок к резко континентальному. Хотя максимум осадков приходится на лето, они намного ниже испаряемости, и активный период ограничен в основ­ном весенними месяцами (апрель—июнь). Фон растительного покро­ва создают низкие плотнодерновинные злаки — виды травы грама (Bouteloua), аристиды, мескитовая трава (Hilaria cenchroides), сре­ди которых разбросаны колючие кустарники мескитовое дерево (Prosopis juliflora), низкорослые акации, креозотовый куст (Larrea) и др. Почвы — красновато-бурые малогумусные (1,5--3,0%), с нейт­ральной или слабокислой реакцией и карбонатами в иллювиальном горизонте.

В Южной Америке к семиаридным субтропикам относятся равни­ны Параны Ла-Платы (пампа) со степной дерновиннозлаковой растительностью (из ковылей и др ) По мере усиления сухости появляются ксерофильные деревца и кустарники (прозописы и др.). Почвы — черноземовидные малогумусные, широко развито содовое іасоление. Начало вегетации в пампе — в конце сентября - первой декаде октября; в январе - феврале — период летнего полупокоя, и марте наблюдается оживление, после чего — переход к зимнему покою, трава высыхает.

В Южной Африке субтропические степи - «велд» - с густым и высоким злаковым покровом (темеда, бородач и др.) на черноземо- нидных горностепных почвах занимают плато Высокий Велд (1300- - 2000 м над ур моря) и по существу должны рассматриваться как высотный пояс в зоне субтропических полупустынь.

В Австралии к субтропическому семиаридному типу следует отнести южные внутренние районы восточного сектора материка со склерофильными эвкалиптовыми редколесьями, под пологом которых растут невысокие акации, казуарины С усилением аридности они переходят в низкие акациевые редколесья и дерновиннозлаковые сообщества их ковыля, дантонии, темеды

Субтропические аридные (полупустынные) ландшафты. Эта группа тяготеет к западным секторам субтропического пояса, где сохраняется средиземноморский режим осадков с зимним максиму­мом. но годовое количество осадков сокращается до 300—200 мм, а /С_у = 0,Зч-0,2. Присредиземноморский тип ландшафтов этой серии представлен фрагментами в барьерно-теневых условиях на юго-вос­токе Пиренейского полуострова и сплошной полосой — на севере Африки. Сухой период длится здесь с марта или апреля по сентябрь; господствуют разреженные сообщества из алжирского ковыля, или альфы (Stipa tenatissimä), с участием полыней на серо-коричне­вых почвах.

Переднеазиатский тип аридных субтропиков образует продолже­ние средиземноморской зоны на восток. Преобладание горного рель­ефа обусловливает большую пестроту ландшафтов. Внутригорные впадины часто имеют резко континентальный пустынный характер с сообществами из полыней, солянок и значительным участием эфе­меров и эфемероидов. Основной вегетационный период приходится на март — май, с июня до октября засуха, в октябре вегетация оживляется, но с конца ноября прекращается из-за низких темпера­тур. Почвы близки к сероземам или серо-коричневым; часты солон­чаки и бессточные соленые озера. Высотно-поясной спектр включает горные степи (до 1100—1500 м и выше), пояс сосновых лесов с учас­тием листопадных дубов, высокогорные колючеподушечники и луга.

В Северной Америке выделяется калифорнийский тип субтропи­ческих аридных ландшафтов с резко выраженным средиземномор­ским режимом увлажнения и сообществами из ковылей и других дерновинных злаков с постепенным усилением роли пустынных кус­тарничков. В Южной Америке аналогом описанных типов служат ландшафты, лежащие к западу от пампы в дождевой тени Пампин- ских сьерр и Анд с ксерофитным редколесьем из прозописов и колю­чими кустарниками. В Южной Африке распространены субтропиче­ские полупустыни с низкими склерофильными кустарниками, дерно- винными злаками и суккулентами; почвы — светло-бурые, нейтраль­ные, малогумусные (0,5—1,0%), со скоплениями карбонатов в ни­жних горизонтах. В Австралии к субтропическим полупустыням можно отнести ландшафты юго-запада материка, образующие пе­реход от средиземноморского типа к субтропическим пустыням. Ксе- рофитные эвкалиптовые редколесья переходят в «малли-скраб» — разреженные заросли кустарниковых эвкалиптов; много замкнутых впадин с пересыхающими озерами и солончаками.

Субтропические экстрааридные (пустынные) ландшафты. Пусты­ни расположены во внутренних секторах субтропического пояса, нередко выходя к западным побережьям материков. Климат резко и крайне континентальный (/С_к = 9-=- 10), с большими запасами теп­ла (Y)ю — до 8000° С, t\ =84- 12° С, /2 — до 32—34° С), хотя зимой обычны заморозки ((„,,„ — до —10° С). Увлажнение резко недоста­точное (г— менее 200 мм, часто менее 100 мм; Д’_у — обычно ниже

1. 05, реже до 0,10), в режиме осадков обычно сказывается среди­земноморский тип. Характерны дефляция, деятельность временных водотоков, накопление обломочного материала и солей. Раститель­ный покров крайне разреженный, хотя по составу богаче, чем в суб­бореальных пустынях. В животном мире представлены разнообраз­ные обитатели открытых пространств, в том числе грызуны и ко­пытные; много птиц, пресмыкающихся, насекомых.

В Евразии к этой группе относятся пустынные ландшафты пе­реднеазиатского типа, занимающие большую часть Иранского на­горья. Преобладают разреженные сообщества полыней, солянок, псаммофитов и галофитов Обширные впадины заняты солончаками. Вегетация начинается обычно в феврале, а к концу мая эфемеры и другие травянистые растения выгорают. С июня по сентябрь практически не бывает дождей. Нижний пояс гор (до 1800ч-2400 м) занимают полынно эфемеровые пустыни с сообществами нагорных ксерофитов. Выше следует пояс можжевеловых редколесий, нагор­ных ксерофитов, местами — степей. В высокогорьях появляются фрагменты остепненных лугов.

В Северной Африке предсахарские субтропические пустыни по­степенно, без четкого перехода, сливаются с тропическими пустыня­ми Сахары. В Северной Америке между субтропическими и тропиче­скими пустынями также нет четкой грани. Первые отличаются исключительно аридным крайне континентальным климатом, разре­женными сообществами креозотова куста (Larreä). Южноамерикан­ские субтропические пустыни занимают межгорные впадины и пред­горья в дождевой тени Анд с зарослями колючих кустарников, солончаками, солеными озерами. Южноафриканские экстрааридные субтропики выходят к берегам Атлантического океана. Приокеаниче- ские пустыни отличаются сравнительно прохладным летом, высокой относительной влажностью воздуха, частыми туманами. Основу растительности составляют суккуленты. Субтропические пустыни Австралии примыкают к Большому Австралийскому заливу. Здесь доминируют галофитные кустарнички (прутняк, лебеда) на мало­мощных серо-бурых карбонатных, в нижних горизонтах засоленных и загипсованных почвах.

Тропические и субэкваториальные ландшафты

Тропический пояс характеризуется пассатной циркуляцией и пре­обладанием крайнеаридных (пустынных) ландшафтов. Лишь в вос­точных секторах благодаря воздействию океанических пассатов и муссонов появляются ландшафты гумидных, а также переходных типов. Здесь наиболее ярко выражена смена типов ландшафтов по долготе. В субэкваториальном поясе сезонные колебания общей циркуляции атмосферы обусловливают смену сухих тропических воздушных масс (в зимние месяцы) и влажных экваториальных (в летнюю часть года). Отсюда следует резкая сезонность увлажне­ния и всех природных процессов. Типы ландшафтов — аридные, семигумидные, семиаридные и гумидные — сменяют друг друга по широте, т.е с приближением к экватору. По теплообеспеченности тропические и субэкваториальные ландшафты близки. Хотя годовой радиационный баланс в первых составляет 2500—3000 МДж/м², а во вторых -3000—3300 МДж/м², в субэкваториальном поясе значительно возрастают затраты на испарение и теплоотдача в ат­мосферу сокращается. Поэтому суммы активных температур одного порядка (8000—10 500° С), лето в равной мере жаркое (/г — не ниже 25—28° С, а в аридных ландшафтах — выше 30° С), но зимой раз­личия заметнее (в субэкваториальных ландшафтах t\ =204-26° С, в тропических на периферии снижается до 154-12° С, в отдельные годы возможны заморозки). Разделение тропических и субэкватори­альных ландшафтов не всегда четко прослеживается — особенно в переходных типах, которые далее будут рассмотрены как субэква­ториал ьно-тропические.

Тропические экстрааридные (пустынные) ландшафты. Классиче­ский пример ландшафтов этой зональной группы — пустыни сахаро­аравийского типа. Сухость и континентальность тропического климата выражены здесь в своих крайних формах (/С_у <; 0,02, Л’_к = = 10). В центральных районах Сахары осадки могут не выпадать годами, и средняя многолетняя норма местами лишь около 1 мм при годовой испаряемости до 5000 мм. Характерны громадные массивы эоловых песков, каменисто-щебнистые хамады, солончаковые впади­ны. Растительность представлена разомкнутыми группировками из многолетних ксерофитных кустарников и злаков (главным образом аристиды). Запасы фитомассы — менее 1 т/га, продуктивность не более 0,5—1,0 т/га. Животный мир беден: немногочисленные млеко­питающие (грызуны, копытные, хищники), пресмыкающиеся, птицы; сравнительно многочисленны насекомые. Миграция растворимых солей приводит к образованию известково-гипсовых кор. Почвы на огромных пространствах не развиты. Сезонный ритм выражен слабо (рис. 52).

В сахаро-аравийских пустынях различаются три подтипа ланд­шафтов: 1) северный, переходный к субтропикам (£/ю = 75004­9000° С; U — от 8—10 до 15° С; /_тіп — до -3° С, г= 104-25 мм), с представителями средиземноморской растительности у временных водотоков и участием весенних эфемеров; 2) центральный (£/ю = = 90004-10 000° С; 11 = 154-20° С, ночные заморозки не ежегодны; г — до 10 мм), со злаковыми группировками (просо, аристида), редкими кустами акации, ежовника, карликового саксаула; 3) юж­ный (^іо=10 0004-П 000° С; /,=204-25° С; /₂ до 354-37° С, замо­розки отсутствуют, г—до 1004-150 мм), с разреженным покровом из ксерофитных злаков и единичными колючими кустарниками.

Низкогорья сахаро-аравийских пустынь — горная хамада с ред­кими колючими кустарниками и ксерофитными злаками. Выше 1000 м появляются полыни, дикая маслина.

Своеобразны приатлантические типы северо- и южноафрикан­ских пустынь с пониженной континентальностью (Д’_к = 54-6) и теп- лообеспеченностью (£/,₀ = 70004-8000° С), ничтожными осадками (г= 104-50 мм), но высокой относительной влажностью, туманами и обильной росой. Господствуют молочаи и другие суккуленты.

Г ⁴' ]0.б-і0 ШФН 10-2.0 ШШ сбыиіе 2,0 h^4 t 1 1 Э

Рис. 52. Режим тепла и увлажнения в ландшафтах Африки (пространственно­временной трансект по линии Бизерта Нджамена — Порт-Элизабет).

Типы ландшафтов: а средиземноморские, б — субтропические полупустынные, в —~ тропические пустынные, г опустыненносаванновые, д типичные саванновые, е в.іажные саванновые, ж субэкваториальные лесные, з экваториальные лесные.

К коэффициент увлажнения: t переходы средних суточных температур. Э линня экватора

Аналоги этих пустынь - ландшафты притихоокеанской полосы п-ова Калифорния. Тропические пустыни Мексиканского нагорья из- за высокого гипсометрического положения отличаются пониженны­ми запасами тепла (^_Ш = 6000-Ь7000° С); в растительном покрове господствуют суккуленты — множество видов кактусов, юкки, агав и др. С высотой они переходят в горный аналог аридных субтропиков с мощным злаковым покровом, жестколистными кустарниками, ака­циями, юкками.

Южноамериканские тропические экстрааридные ландшафты тя­нутся вдоль тихоокеанского побережья и в основном относятся к типу приокеанических пустынь (Л’_к = 54-6; ^ю = 60004-7000° С, г — не более 54-10 мм). На прибрежной равнине растительный покров почти отсутствует, на высоте 500—600 м, в полосе туманов, появляются эфемеры, некоторые злаки, колючие кустарники. Весь высотный спектр имеет крайне аридный характер. Внутреннее плоскогорье Пуна (3600—4600 м) имеет резко континентальный экстрааридный климат; ландшафты относятся к подклассу высоко­горных пустынь с разреженными ксерофитными кустарниками, подушковидными растениями, обширными солончаками.

Тропические пустыни занимают центральную часть материка Австралии. Обширные площади заняты грядовыми песками и ка­менистыми пустынями на реликтовых латеритных корах. Расти­тельность представлена ксерофитными травяно-кустарниковыми со­обществами, особенно типичны многочисленные виды акаций. По­добный характер покрова сохраняется и на склонах гор (высота их не превышает 1500 м).

Субэкваториально-тропические аридные (опустыненно-саванно- вые) ландшафты. Ближе к экватору, а также на восточной пе­риферии тропические пустыни переходят в опустыненные саванны с жарким и сухим климатом (/(„ = 84-10; £^ю = 9000 ^ 10 500° С; *2 = 304-34° С; /- = 2004-600 мм; £ = 30004-4000 мм, К, = 0,1 4-0,2). Постоянных водотоков нет, но после ливней сухие русла пре­вращаются в бурные потоки. Интенсивно проявляются физиче­ское выветривание, дефляция, а в дождливый сезон — плоскостной смыв.

Известно несколько типов опустыненно-саванновых ландшафтов: североафриканские (сахельские), южноафриканские (калахарские), индостанские, центральноамериканские, бразильские, австралий­ские. Всем им присуща резкая сезонность увлажнения с длительным сухим периодом. Растительность характеризуется несомкнутым по­кровом из жестких ксерофильных злаков с редкими колючими кус­тарниками (для Сахеля и Калахари типичны аристида и акации с зонтиковидной кроной; для бразильской каатинги — сухие листо­падные редколесья с колючими кустарниками и суккулентами, бога­тые эндемиками; в опустыненных саваннах Австралии на фоне зла кового покрова разбросаны невысокие эвкалипты или акации). Запа­сы фитомассы — около 15 т/га, годичная продукция — около 4 т/га. Животное население разнообразно. Выделяются африканские саван­ны с кочующими копытными (антилопы, газели), многими птицами (в том числе страус) и др. Почвы — красно-бурые формируются в условиях непромывного режима, слабого поступления органиче­ских остатков, медленного химического выветривания. Содержание гумуса — 0,2—0,3%, реакция почвенного раствора нейтральная,

в нижней части (где скапливаются карбонатные конкреции) щелочная.

Сухой сезон продолжается 8—10 месяцев: в северном полушарии с сентября или октября до июня. В Сахеле с ноября по апрель прак­тически не выпадает дождей (рис. 52). Трава в это время выгорает, большинство деревьев сбрасывает листья. К концу сезона (обычно в мае) устанавливается самая высокая температура воздуха. Дожди начинаются в июне, максимум осадков чаще бывает в августе, но уже в сентябре они идут на убыль. В южном полушарии сухой сезон в основном с апреля до ноября — декабря, дождливый — с декабря по март.

Система высотных поясов типично представлена на Эфиопском нагорье: 1) жаркий низкогорный с высокотравными саваннами и аридными листопадными редколесьями (до 1700—1800 м); 2) теп­лый, относительно влажный, но с хорошо выраженным сухим сезо­ном среднегорный с злаковыми саваннами и зарослями вечнозеленых кустарников (до 2400 м); 3) субальпийский с древовидными можже- вельниками, злаковниками, гигантским зверобоем, древовидным ве­реском (до 3000 м); 4) альпийский с ксерофитными злаками и ги­гантскими лобелиями (до 3700 м); 5) каменистые россыпи вершин.

Субэкваториально-тропические семиаридные (типичные саванно- вые) ландшафты. Эта группа также представлена несколькими типами — североафриканским, индостанско-индокитайским, цен­тральноамериканским, южноамериканским, южноафриканским, ав­стралийским. По теплообеспеченности они мало отличаются от опус­тыненных саванн, но увлажнение выше (г = 500-М000 мм, К_у = = 0,2-^0,5), сухой сезон короче (6—8 месяцев). Здесь существуют постоянные водотоки, осуществляющие энергичную эрозию; интен­сивнее химическое выветривание. Преобладают злаковые сообщест­ва с участием деревьев: в суданских саваннах среди сплошного покрова из бородача, гипаррении, темеды невысокие деревья разбро­саны единично, группами, рощами, характерен баобаб; для Южной Африки типичны сухие редколесья мопане (Colospermum торапе) \ в типичных саваннах Бразильского плоскогорья — высокотравье, ксерофитные кустарники, редколесья со злаковым покровом и т.д. Запасы фитомассы — в среднем около 40 т/га, продуктивность — около 5 т/га в год. Наиболее богатый животный мир присущ афри­канским саваннам: много копытных -травоядных (антилопы, газе­ли, зебра) и листоядных (слон, жираф, носорог), а также грызунов, летучих мышей, есть обезьяны, хищные (лев. леопард, гепард, гиена), разнообразны птицы, из насекомых типичны термиты, саран­ча. Зональные почвы — красно-бурые. В течение дождливого сезона они промачиваются, легкорастворимые соли и карбонаты удаляются, верхние горизонты обогащаются полуторными окислами железа, алюминия, марганца. Во время сухого сезона почвенные растворы поднимаются по капиллярам. Органические остатки быстро разлага­ются и минерализуются, гумуса накапливается мало (0,5—1,0%).

Емкость поглощения низкая; реакция почвенного раствора ней­тральная или слабокислая.

В суданской типичной саванне сухой сезон («зима») продолжает­ся с ноября по март (рис. 52). Осадков в это время почти не выпада­ет. К декабрю деревья и кустарники сбрасывают листву, трава выгорает, часты пожары. В апреле самая жаркая короткая сухая фаза («весна»); перед наступлением дождей зацветают деревья и кустарники, трогаются в рост травы. Дождливый сезон («лето») с мая или июня по сентябрь. С началом дождей температура воздуха понижается, появляются листья на деревьях, интенсивно растут злаки, почва промачивается. В сентябре наблюдаются максималь­ные расходы рек, усиленная эрозия, плоскостной смыв. Осенью можно считать короткую фазу (в основном октябрь), когда дожди резко идут на убыль и температура воздуха повышается (вторичный максимум).

Субэкваториально-тропические семигумидные (влажносаванно- вые, лесосаванновые) ландшафты. Распространены в тех же регио­нах, что и предыдущие типы, но ближе к экватору и к восточным окраинам материков. Увлажнение возрастает (г = 1000-=- 1500 мм, /<_у = 0,5-^ 1,0), сухой сезон сокращается до 5 -6 месяцев. Существу­ет развитая речная сеть; во многих районах в конце периода муссон­ных дождей бывают катастрофические наводнения. Характерны вы­сокотравные саванны с группами деревьев, сбрасывающих листву в сухой сезон (гвинейский тип в Северной Африке), или сухие редкостойные преимущественно листопадные леса: из тика (Tectona grandis) в Индостане, «миомбо» (виды Brachystegia) — в южно­африканском типе, смешанные (с участием вечнозеленых пород, местами пальм) — в бразильском типе; в североавстралийских ана­логах этих ландшафтов парковые леса из вечнозеленых эвка­липтов с густым злаковым покровом. Фитомасса сухих «саванновых лесов» — около 250 т/га, ежегодная продукция - около 17 т/га. Животный мир имеет в целом тот же характер, что и в типичных саваннах; особым богатством и большой биомассой копытных выде­ляются саванны Восточной Африки.

Почвенно-геохимические процессы характеризуются интенсив­ным разложением первичных минералов, вымыванием солей, накоп­лением гидратов окислов железа и алюминия. В сухой сезон в ре­зультате гидратации в почве образуются плотные железистые кон­креции. Растительный опад быстро разлагается термитами и микро­организмами. Зональные почвы — красные ферсиаллитные или аль- ферритные слабокислые или кислые, с низкой емкостью поглоще­ния, 2—4% гумуса, большим содержанием полуторных окислов и железистых конкреций в иллювиальном горизонте.

Сезонная структура в общем повторяет ритм, присущий типич­ным саваннам, но соотношение основных сезонов по времени изменя­ется (рис. 52). В ландшафтах «миомбо» сухой сезон - с мая по сентябрь, в июле и августе дождей практически нет. В сентябре зацветают деревья и кустарники, максимум цветения приходится на переходный «весенний» сезон (октябрь — ноябрь), октябрь — самый жаркий месяц. Основной сезон дождей (лето) — декабрь — февраль; в это время появляются многочисленные временные водоемы. В мар­те апреле дожди постепенно идут на убыль.

В высотно-поясных спектрах наблюдаются разнообразные пе­реходы к более гумидным или более аридным типам — в зависимости от ветровой экспозиции. Для наветренных склонов индостанского типа (Гималаи) характерен следующий ряд: 1) низкогорные тиковые леса (до 12Ѳ0—1500 м), 2) іТижний среднегорный пояс лесов субтро­пического типа (с лавровыми и др.), переходящий в дубово-сосновые или листопадно-вечнозеленые леса (до 2500—3000 м), 3) верхний среднегорный пояс хвойных лесов (до 4000 м), 4) высокогорные криволесья, вечнозеленые кустарники, альпийские луга, 5) ниваль ный пояс (выше 5000 м).

Тропические гумидные («дождевые» лесные) ландшафты. Эта группа представлена типами: восточноазиатским (вдоль северного побережья Южно-Китайского моря), восточномадагаскарским, ка­рибским, восточнобразильским, австрало-океанийским. Все они име­ют преимущественно барьерно-дождевой характер и сходны по основ­ным показателям (Л'_к«=54-6, £/щ = 80004-9000° С, t\ = 154-24° С, І2 = 264-28° С; г= 15004-3000 мм; К_у= 1 4- 3). Обилие осадков обес­печивает интенсивный сток, активную эрозию, энергичное хими­ческое выветривание. Растительный покров образован влажными вечнозелеными лесами с многоярусной структурой, богатого и разно­образного (специфического для каждого типа) флористического состава. Наличие у некоторых деревьев досковидных корней, кау­лифлории, обилие лиан и эпифитов создают сходство этих лесов с экваториальными, но они беднее и проще по структуре. Богатая лесная тропическая фауна принадлежит к разным зоогеографиче- ским областям. Зональные красно-желтые почвы, часто формирую­щиеся на древней коре выветривания, кислые, сильно выщелоченные, нередко оподзоленные, ненасыщенные, обогащены окислами железа, алюминия, марганца, титана, с 2--3% гумуса.

Внутригодовой ритм в основном подчинен режиму увлажнения. В северном полушарии с апреля (мая) по сентябрь (октябрь) длится дождливый (и наиболее теплый) сезон. Зимняя часть года более прохладная и менее влажная, коэффициент увлажнения может опускаться ниже 1,0, но засухи не бывает, деревья не сбрасывают листьев.

Нижний ярус гор (до 1000—1400 м) обычно занят дождевыми тропическими лесами. Выше (до 2700—3000 м) — «пояс туманов» с максимальными осадками, сырыми низкоствольными моховыми лесами, с вечнозеленым подлеском, папоротниками, эпифитами. В высокогорьях осадки уменьшаются, появляются заросли родо­дендронов, верещатники, луга.

Субэкваториальные гумидные (переменно-влажные лесные) ланд­шафты. Ландшафты этой серии расположены по периферии эквато­риальной зоны (в Южной и Центральной Америке, Центральной Африке, Юго-Восточной Азии). Климат жаркий (£/ю = 9000-=- 10 000° С, t\ =244-28° С, /2 = 264-30° С); осадки обильны (/•> > 15004-2000 мм, а в муссонных ландшафтах Юго-Восточной Азии, в барьерном подножии гор, до 3000 -5000 мм; Ку> 1, чаще 2 —3), но с резко контрастным распределением по сезонам. В течение 2— 4 зимних месяцев месячная норма может падать до 5 мм и ниже. Сток интенсивный, с муссонным режимом. Энергично протекают химическое выветривание и денудация; широко распространены древние ферраллитные коры выветривания.

Растительный покров образован лесами сложного состава из листопадных (главным образом в верхнем ярусе) и вечнозеленых пород, образующих широкий спектр переходов от сухих саванновых лесов к постоянно влажным экваториальным. Быстрое разложение опада препятствует образованию подстилки и накоплению гумуса. Почвы сильно выщелоченные и ненасыщенные красные феррал­литные со скоплениями железистых конкреций.

По сезонной структуре эти ландшафты близки к субэкваториаль­ным семигумидным и семиаридным, но влажный сезон удлиняется до 6—8 месяцев, а сухой сокращается до 2— 4, причем за счет обильных летних осадков в почве поддерживается увлажнение, достаточное для жизнедеятельности древесных пород (вечнозеленых).

На южном склоне Восточных Гималаев в силу ярко выраженной дождевой экспозиции количество осадков возрастает и листопадно­вечнозеленые леса сменяются влажными вечнозелеными тропически­ми. На высоте 1000—1200 м они переходят в пояс горных вечнозеле­ных субтропических лесов (до 1800 -2000 м), над которым располо­жен пояс горных листопадно-вечнозеленых лесов субтропического типа (до 3000 м). Над ними лежит «пояс туманов» с хвойными лесами (до 3900 м). Высокогорье начинается субальпийским криво- лесьем, зарослями рододендронов, лугами (до 4900 м). Вершины гор покрыты ледниками.

Экваториальные ландшафты

Ландшафты экваториальной зоны отличаются наиболее высоким для суши радиационным балансом (R — около 3500 МДж/м², мес­тами более 3750 МДж/м²) и постоянным обильным увлажнением (г около 2000 мм, в барьерных условиях - до 4000—5000 мм; Е около 1000 мм; К_у > 2). Круглый год здесь господствуют влажные экваториальные воздушные массы; засушливого периода нет. Основная часть радиационного баланса (порядка 2500 МДж/м²) затрачивается на испарение и запасы тепла несколь­ко ниже, чем в сухих субэкваториальных ландшафтах (£/іо = = 9500 4- 10 000° С). Средние месячные температуры колеблются в пределах 26—28° С; суточная амплитуда температур (до 10— 15° С) выше, чем годовая; Д'_к = 5 ~ 6. Не менее половины осадков расходуется на сток (годовой слой — более 1000 мм), развита густая и полноводная речная сеть. Однако сомкнутый экваториальный лес сдерживает поверхностный сток и денудацию. Энергичное химиче­ское выветривание при длительно существующих благоприятных гидротермических условиях создало мощную (десятки метров) кору выветривания

Наиболее обширную площадь занимают экваториальные ланд­шафты амазонского типа. Другие типы — центральноафриканский (гвинейско-конголезский), малайский и меланезийский (большая часть Новой Гвинеи и северные острова Меланезии). Им присущи густые многоярусные (до пяти древесных ярусов) богатейшие по флористическому составу вечнозеленые леса (гилея). На площади

2. га можно насчитать до 250 300 видов древесных пород. Верхний ярус имеет высоту до 60 м, отдельные деревья до 80—90 м. Ха­рактерны лианы, эпифитные орхидеи и папоротники, растения пара­зиты. Наибольшим видовым богатством выделяются леса Амазонии (40 000 видов растений, из них 3000 древесных). Запасы фитомассы в амазонской гилее - до 1000 т/га и более, ежегодная продукция 30 50 т/га, в опад идет 10—25 т/га. Экваториальный лес потребля­ет около 2000 кг/га химических элементов за год. Значительная часть этого количества возвращается с опадом и вновь вовлекается в круговорот. Гилея — почти замкнутая система: минеральное пита­ние растений осуществляется в основном за счет интенсивного биологического круговорота.

При разложении органических остатков образуется большое количество углекислоты и фульвокислот, способствующих интенсив­ному выщелачиванию легкорастворимых солей и карбонатов. По­чвы (красноцветные или красно-желтые ферраллитные) обогаща­ются гидроокислами железа, алюминия и остаточным кварцем, но сильно обеднены обменными основаниями и гумусом (1,5—2,5%). Реакция почвенного раствора кислая (pH 3,0- 5,5).

Животный мир экваториальных лесов разнообразен, особенно много растительноядных, а также потребителей мертвой древесины (термиты, тараканы). Основная масса животных сосредоточена в кронах (среди них человекообразные обезьяны орангутан и гиб­бон в малайской гилее, горилла и шимпанзе - в центральноафри­канской). Очень много птиц — насекомоядных, листоядных, плодо­ядных, хищных. Наземных позвоночных сравнительно мало (в ма­лайских лесах встречаются индийский слон, двурогий носорог, чеп- рачный тапир, тигр, леопард, малайский медведь и др., в африкан­ских — лесной слон, карликовый буйвол, мелкие антилопы, лесная свинья, леопард, в амазонских — лесные олени, мелкие антилопы, муравьеды, тапир, броненосец, ягуар, пума).

Сезонная ритмика в функционировании экваториальных лан­дшафтов практически не выражена- (рис. 52).

Структура высотной поясности в различных типах экваториаль­

ных ландшафтов в основных чертах сходна. Низкогорный ярус мало отличается от равнинных ландшафтов. Обычно различаются два подъяруса: 1) нижний (до 800—1000 м), занятый типичными эква­ториальными сообществами, нередко даже более богатыми, чем равнинные, и 2) верхний (до 1400—1500 м), в котором леса несколь­ко обеднены, структура их проще, древостой ниже, но усиливается роль древовидных папоротников, эпифитов, есть густой подлесок. В среднегорье также можно выделить два подъяруса. В нижнем (до 2000—2800 м) обычно наблюдается максимум осадков, но темпера­тура заметно снижается, изредка возможны заморозки; преоблада­ют вечнозеленые леса субтропического характера (с лавровыми, миртовыми и др.). В верхнем подъярусе — «пояс туманов», где развивается облачность (до 3000—3600 м, в экваториальных Андах местами до 3800 м), осадки несколько уменьшаются, но держится постоянно влажный и очень ровный климат; господствуют низкорос­лые леса и криволесья из субтропических вечнозеленых деревьев, часто с подокарпусами и другими хвойными, с обильными эпифита­ми, мхами и лишайниками.

В высокогорном ярусе количество осадков значительно сокраща­ется, но влажность воздуха высока, температурный режим ровный. Обычно высокогорье начинается поясом вечнозеленых кустарников (Rhododendron, Vactinium), верещатников, лугов, местами с зарос­лями бамбука и др. (до 3500—4000 м). В экваториальных Андах над этим поясом распространен пояс «парамос» (до 4500—4700 м) с покровом из дерновинных злаков (ковыль, бородач, вейник, овся­ница), разнотравья и высокого (до 5 м) травянистого растения эспелетии. В Восточной Африке аналогом «парамос» служат заросли гигантских (до 10 м) крестовников и лобелий (до 4500 -4800 м). На самых высоких вершинах появляются субнивальный и нивальный пояса. Снеговая граница лежит на высоте 4500—4800 м.