Понятие динамики ландшафтов, как она проявляется

Динамика – это изменения природного комплекса, не сопровождающиеся преобразованием его инвариантной структуры. Существуют следующие стадии динамики: ранняя, зрелости и финальная. Внутри стадий различают переменные циклические, серийные и устойчивые производные состояния.

Динамика ландшафта объединяет, самые разнородные явления и процессы, в связи с чем возникает необходимость в ее расчленении и типологии. Она делится на хорологическую, структурную, временную, и направленную

Хорологическая динамика – это динамика ареала, пространственное изменение границ ландшафтных комплексов. Классический пример хорологической динамики – смещение природных зон. В литературе проблема смещения зон обсуждается с 80-х гг. 19 века с работ Ф. Кеппена и В. В. Докучаев, писавших о смене природных зон на Русской равнине.

При изучении ландшафтных комплексов необходимо учитывать проявления хорологической динамики. Непрерывные пространственные изменения претерпевает береговая линия морей, озер и рек; продвигается вперед или отступает кромка ледников, движется вверх к водоразделу овраг и т.д.

Хорологическая динамика комплексов поддается количественному выражению и давно служит предметом изучения в стационарных и полустационарных условиях, а отчасти и во время полевых маршрутов.

Структурная динамика – это изменение морфологического строения ландшафтного комплекса и взаимосвязей между слагающими его структурными частями. Например, завальное озеро в горах или только что заполненный пруд в балке на равнине постепенно зарастает тростниково-камышовой растительностью, то есть появляются новые фации и урочища. Или в сложном балочном урочище образовались короткие боковые овраги и небольшие карстовые воронки. Балка как тип урочища сохранилась, но изменилась ее морфологическая структура за счет появления новых фаций – боковых оврагов и провальных воронок.

Перестройка в структуре часто бывает настолько значительной, что изменения в ландшафте выходят за рамки внутритиповых и один тип ландшафтного комплекса переходит в другой. Например западины на Окско-Донской низменности во влажные годы могут быть озерами, а в сухие – кочкарными болотами.

Понятие временной динамики объединяет все изменения в ландшафте, связанные со временем, – длительностью и характером ритмичности динамических проявлений. Различают три ее вида.

Динамика функционирования – моментальный (время наблюдения) срез процессов обмена веществом и энергией в ландшафтном комплексе. Это своего рода элементарная точка отсчета временной динамики ландшафта. Из сопоставления таких срезов времени в различные часы и дни наблюдений складываются представления о динамике ландшафта. Ее изучают на физико-географических и биогеоценологических стационарах, метеорологических и стоковых станциях.

Циклическая динамика – изменения в ландшафтном комплексе по замкнутому кругу в более или менее строго очерченные отрезки времени. Широко известные проявления циклической динамики – суточные, лунно-суточные и сезонные изменения в ландшафте.

Суточная динамика. Смена дня и ночи влечет за собой изменения в температуре, влажности и движении воздуха на протяжении суток. Например, суточное изменение погоды летом в Воронежской области. Эта динамика характерна для геоморфологических процессов, особенно в районах физического выветривания (пустыни, нивальные зоны), прослеживается в суточных изменениях в жизни биоты.

Лунно-суточная динамика связана с приливно-отливными изменениями в ландшафте, вызванными суммарным притяжением Луны и Солнца. Под влиянием приливов на низких побережьях образуются специфические земноводные ландшафты: мангровые леса в тропиках, ватты и марши в Западной Европе, лайды на побережье Северного Ледовитого океана в России.

Сезонная (годичная) динамика. Степень выраженности и факторы, ее обусловливающие, неодинаковы на разных широтах. Контрастны и хорошо выражены все четыре сезона года в умеренном поясе, на севере субтропиков и на юге арктических поясов. Определяющим ее фактором здесь служит изменение термических условий. В зоне тропических саванн и переменно-влажных лесов ведущим фактором сезонной динамики становится изменение условий увлажнения и наличие сухого и влажного сезонов. Наибольшее воздействие эта цикличность оказывается на биоту, вызывая фенологические изменения. Изменяется интенсивность и особенности геоморфологических процессов, водные объекты изменяют свою водность, преесыхаюи или покрываются льдом и пр. Помимо перечисленных выделяется также сезонная динамика.

Периодическая динамика – изменения ландшафта с повторением его состояний, напоминающим исходное, в сроки различной продолжительности. Наглядный пример периодической динамики – повторение тяжелых засух в лесостепных и степных районах или суровых малоснежных зим, землетрясения и вулканические извержения, трансгрессии и регрессии морей, смена ледниковых эпох межледниковыми. Все эти изменения характеризуют периодичность длительной во времени направленной динамики ландшафтных

Одной из разновидностью периодической динамики является флуктуирующая (пульсирующая) динамика – незначительные, колебательного характера изменения ландшафтного комплекса. Например изменение травостоя злаковых степей или пойменных лугов в различные по условиям увлажнения годы, когда в травостое преобладают различные виды растений.

Направленная динамика, или динамика развития предполагает устойчивые, односторонне направленные изменения ландшафта с неоднократной сменой его состояний и трансформацией структур.

Под состоянием комплекса понимают среднюю динамику его функционирования на протяжении минимального срока существования ландшафта.

Трансформация структур при направленной динамике выражается в смене одного типа ландшафтного комплекса другим. Зарастание озера озерно-болотной растительностью, переход его в низинное болото, низинного болота – в переходное, переходного – в сфагновое верховое.

Направленная динамика с ее изменением структур и переходом одного типа комплекса в другой есть не что иное, как развитие комплекса.

Процесс развития и разномасштабных комплексах и разных временных отрезках неоднозначен. И, тем не менее, ему присуща одна общая структура, выражающаяся в чередовании ускоренных и замедленных фаз и этапов: ускоренная (революционная) фаза - замедленная (эволюционная) фаза : ускоренный (сукцессионный) этап - замедленный (стабильный) этап.

Любое развитие протекает не прямолинейно. По своей направленности развитие принято делить на прогрессивное и регрессивное. Первое из них предполагает движение от низшего к высшему, от простого к более сложному, второе – от высшего к низшему, от простого к сложному.

Возраст ландшафта.

Возраст ландшафта относится к проблемным вопросам ландшафтоведения, несмотря на то, что существует несколько точек зрения по этому поводу. Первоначально существовало мнение, что возраст ландшафта совпадает с моментом формирования геологического фундамента или рельефа, т. е. литогенной основы ландшафта. Позже стали считать, что отсчет возраста ландшафта следует начинать со времени заселения территории растительностью и формирования биоценозов. Наконец, в настоящее время утвердилась идея о том, что возраст ландшафта определяется тем временем, в течение которого существует его современная структура, или, используя терминологию В.Б. Сочавы, остается неизменным его инвариант.

Приведенное многообразие мнений сводится к следующим основным позициям.

Возраст ландшафта можно оценивать в двух аспектах –1. филогенетическом и 2.онтогенетическом.

Филогенетический подход позволяет раскрыть историю геологической эволюции ландшафта и определить возраст литогенной основы.

Онтогенетический подход нацелен на выявление длительности существования сложившейся пространственной структуры ландшафта.

Таким образом, с позиции онтогенетического подхода возраст ландшафта – это продолжительность его существования в эволюционном ряду в качестве определенного структурно-динамического типа.

Например, возраст холмисто-моренных смешанно-лесных ландшафтов Восточно-Европейской равнины – 2-3 тыс. лет (поздний голоцен) исчисляется с момента сформирования на ней широколиственно-хвойных лесов. Если взять древние ландшафты экваториальной и субэкваториальной зон, то их возраст исчисляется 15-20 млн. лет и восходит к неогеновому периоду.

Эволюция ландшафтов.

Эволюция ландшафта – направленное, необратимое развитие ландшафта, в ходе которого происходит коренное изменение его структуры и функционирования.

Эволюция ландшафта приводит к смене его инварианта.

Инвариант – это совокупность присущих ландшафту свойств, которые сохраняются неизменными при преобразовании ландшафта под влиянием различных воздействий.

Факторы эволюции ландшафта:

1.Внешние – тектонические движения земной коры, макроклиматические колебания.

2. Внутренние – геолого-геоморфологические, гидрологические, биогенные.

3.Антропогенные.

Необратимые смены ландшафта, сопровождающиеся изменением уже сложившегося ландшафта, составляют сущность развития или эволюции ПТК. Движущей силой этих процессов являются космические и тектонические факторы, вызывающие долговременные однонаправленные изменения, которые приводят к накоплению элементов новой структуры и вытеснению элементов прежней структуры. Этот постепенный процесс рано или поздно завершается сменой ландшафта, в структуре которого представлены разновозрастные элементы, отражающие отдельные этапы формирования ПТК.

По мнению И.И. Мамай в развитии ландшафта выделяются три фазы:

1.Зарождение и становление

2.Устойчивое существование и медленное развитие

3.Смены

Фаза зарождения и становления. Отличительная особенность зарождения нового ландшафта является наличие новой геомы, появление новой биоты, формирование почвенного покрова.

Фаза устойчивого существования и медленного развития. В течение этой фазы, которая длится десятки и сотни лет, формируется структура ландшафта, горизонтальные и вертикальные связи, основные свойства комплекса.

Фаза смены. Новый ландшафт возникает не на пустом месте, он формируется на месте прежнего ландшафта, который вступил в фазу смены. Обычно эта фаза характеризуется изменением процессов выноса и аккумуляции твердого материала, тепло- и влагообеспеченности, миграции химических элементов, что свидетельствует о формировании новой геомы. Фаза смены постепенно переходит в фазу зарождения нового ландшафта.

Таким образом, общая тенденция направленности развития ландшафта состоит в постепенном количественном накоплении элементов новой структуры. Конечным результатом этого процессам является качественный скачок – смена одного ландшафта другим.

Еще в первой половине ХХ века Б.Б. Полынов и Л.С. Берг указывали, что в ландшафте присутствуют разновозрастные элементы.

Б.Б. Полынов предложил различать 1. реликтовые, 2.консервативные и 3.прогрессивные элементы, наличие которых подчеркивает сложный и длительный путь развития ландшафта.

Реликтовыеэлементы сохранились от прошлых эпох, они позволяют восстановить историю формирования ландшафта. В зоне ледниковой аккумуляции реликтовыми элементами выступают формы рельефа (моренные холмы, камы, озы, друмлины), геологические отложения (моренные, озерно-ледниковые) образованные деятельностью ледников и их талых вод, элементы гидрографической сети (долины прорыва), погребенные почвы, отдельные виды растительности (понтийская азалия).

Консервативные элементы характеризуют современные условия и структуру ландшафта: его климат, поверхностные воды, почвенно-растительный покров, морфологическое строение.

Прогрессивные черты – появившиеся в недалеком прошлом элементы, указывающие тенденцию развития того или иного ландшафта. Примеры прогрессивных элементов: эрозионные формы рельефа, минерализация и сработка торфа на осушенных торфянниках, проникновение степных видов растений в луговые сообщества пойм Припяти и Днепра.

Культурный ландшафт

Культурными принято не все антропогенные ландшафты, а только те из них, которые действительно отвечают высоким экологическим требованиям рациональною природопользования. В толковом словаре "Охрана ландшафтов» дано определение: "Культурный ландшафт - сознательно измененный хозяйственной деятельностью человека для удовлетворения своих потребностей, постоянно поддерживаемый человеком в нужном для него состоянии, способный одновременно продолжать выполнение функций воспроизводства здоровой среды " .Так же дал определение отечественный эколог Н. Ф. Реймерс: "Ландшафт культурный - целенаправленно созданный антропогенный ландшафт, обладающий целесообразными для человеческого общества структурой и функциональными свойствами " По А. Г. Исаченко, культурному ландшафту "...должны быть присущи два главных качества:

1) высокая производительность и экономическая эффективность и 2) оптимальная среда для жизни людей, способствующая сохранению здоровья, физическому и духовному развитию человека " .

Преобладают же антропогенные ландшафты, нуждающиеся в оптимизации природопользования. Порой среди антропогенных ландшафтов встречаются акультурные, возникающие в результате нерациональной хозяйственной деятельности, деградированные ландшафты, обобщенно именуемые антропогенным бедлендом. Это - антропогенные пустоши, эродированные, дефлированные, засоленные и заболоченные земли, загрязненные производственными и бытовыми отходами, утратившие свой экологический потенциал.

Культурный ландшафт, как и другие природно-антропогенные геосистемы, включает три основные составляющие, три подсистемы: природную, социальную и производственную. Это было показано В. В. Докучаевым. Названные составляющие взаимодействуют друг с другом посредством прямых и обратных вещественных, энергетических и информационных связей. Образование культурного ландшафта тогда становится возможным, когда подсистемы оптимально соотносятся между собой и целым. Гармоничность культурного ландшафта определяется прежде всего антропогенным фактором, способностью и стремлением социума вести рациональное природопользование.

Использование культурного ландшафта должно быть таким, чтобы он оптимально выполнял свойственные ему социально-экономические функции (ресурсовоспроизводящие, средообразуюшие, природоохранные и др.

Поддержание устойчивого функционирования культурного ландшафта, будь он сельскохозяйственным, городским или рекреационным, невозможно без организации постоянного контроля за его состоянием. Т.е. непременной частью культурного ландшафта должен быть мониторинг, главная цель которого - обеспечение текущей информацией систем управления культурным ландшафтом.

В случае прекращения или ослабления управления, ухода и охраны со стороны человека культурный ландшафт деградирует, теряя способность выполнять заданные ему социально-экономические функции. Так происходит с заброшенными пахотными землями, сады, парки которые остаются без внимания.

Различают два основных вида управления антропогенными ландшафтами: "мягкое" и "жесткое". "Мягкое" управление направлено на мобилизацию природных сил самого ландшафта для поддержания его устойчивости. Оно производится путем воздействия главным образом на биоту и природные воды. Эти компоненты ландшафта легче других поддаются искусственным изменениям и служат эффективными рычагами мягкого управления.

Естественная и культурная растительность и водоемы — главные элементы экологического каркаса культурных ландшафтов, цель которого - поддержание устойчивого функционирования природно-производственных геосистем. Таковы защитные лесонасаждения, массивы искусственного залужения, парки, лесопарки, озера, пруды, реки и т. п. К мягкому регулированию ландшафта относится гидромелиорация, ориентированная на оптимизацию водных режимов земель посредством осушения, орошения и обводнения.

"Жесткое" ландшафтное регулирование производится, как правило, путем создания инженерно-технических сооружений: гидроузлов, плотин, шлюзов, каналов, всевозможного рода защитных сооружений в виде дамб, волноломов, водоотводов, опорных стенок, водосливных лотков и т. п. Они способны защищать от разрушительных природных процессов города, поселки, железные и шоссейные дороги, промышленные и энергетические объекты, рекреационные комплексы и др.

Инженерно-технические сооружения, внедряемые в ландшафт, являются в нем чужеродным образованием. Они быстро стареют, разрушаются природными процессами и сами нуждаются в постоянном уходе и охране. Экологическая и экономическая эффективность их со временем падает.

Здоровая, экологически благоприятная среда обитания - еще одна характерная черта культурного ландшафта. Не может ландшафт быть культурным, если он непригоден для нормального, безопасного проживания в нем человека. Как бы ни был благоустроен городской ландшафт, но если его воздушный бассейн насыщен выхлопными газами автотранспорта, выбросами промышленных и энергетических предприятий, его невозможно отнести к культурным ландшафтам.

Особые требования предъявляются и к внешнему облику культурного ландшафта - его пейзажу. Восприятие культурного ландшафта должно удовлетворять высоким эстетическим требованиям. Культурный ландшафт должен быть красив.