Лекция 1. Ландшафтоведение как комплексная наука
Ландшафтоведение − наука сравнительно молодая, образовавшаяся в середине 20 в. в нашей стране, в том понимании, в котором понимаем данную науку мы, за рубежом ландшафтоведения не существует.
Однако и у нас в стране также не существует единого взгляда на ландшафтоведение. Можно выделить два базовых подхода к ландшафтоведению в современной науке.
1. Ландшафтоведение − раздел физической географии, изучающий сложные природно-территориальные комплексы и природно-антропогенные комплексы – ландшафты, т.е. изучает закономерности функционирования, строения, динамики, эволюции, дифференциации, их свойства, взаимосвязь между элементами и морфологическими частями, изменение этих свойств, природных и антропогенных факторов.
2. Ландшафтоведение – комплексная географическая наука о ландшафтной сфере Земли и состояний ландшафтных комплексов, их структуре, распространения, истории развития.
Существуют и другие подходы, тем не менее, научный мир сходится на том, что ландшафтоведение – наука географическая. Что такое география?
География – это совокупность физико-географических, экономико-географических, социально-географических дисциплин, изучающих географическую оболочку (ГО), природно-территориальные, территориально-производственные, социально-территориальные комплексы, их строение, взаимосвязь между компонентами.
Главная задача географии − комплексное исследование природы, населения, хозяйства, установление характера взаимоотношений между человеком и природной средой. География охватывает многие аспекты, в том числе природопользование, т.е. направление, изучающее формы использования человеком природных ресурсов. Последствия природопользования – антропогенные изменения природной среды, которые, в свою очередь, изучает геоэкология и антропогенное ландшафтоведение.
Очень часто путают понятия: география, ландшафтоведение, природопользование, геоэкология, экология, между ними действительно множество пересечений и точек соприкосновения.
Под экологией принято понимать, что это наука − часть биологии, изучающая отношения организмов между собой и окружающей средой, т.е. центр − организм [Одум, 1986].
Геоэкология в современной России понимается в двух аспектах: с точки зрения геологов – это более узкое направление, изучающее закономерности связи между живыми организмами (в том числе и человеком) и техногенными сооружениями и геологической средой), географы понимают под геоэкологией направление на стыке географии и экологии, которые исследует естественное (природное) окружение не в его первозданном виде, а в видоизмененном и преобразованном.
И ландшафтоведение, и геоэкология – науки комплексные, геоэкология фиксирует внимание на антропогенных ПК, ландшафтоведение – и на природных, и на антропогенных.
К концу 19 в. в науках о природе обозначился глубокий кризис в изучении сложных систем, не познаваемых путем разложения сложных систем, не познаваемых путем разложения на элементарные части. В физической географии одними из первых осознали эту ситуацию основоположники современной географии А. Гумбольдт, К. Риттер, В.В.Докучаев, Л.С. Берг. Каждый из них понимал, что география, распавшись на множество отраслевых наук, относительно связанных между собой, исчезает как единая наука. Целостному природному миру предлагалось неадекватное ему раздробленное, мозаичное отражение, состоящее из сведений об отдельных земных телах и явлениях. Этот процесс был объективным: познание сложных систем требовало их расчленения на отдельные части, однако такая картина мира искажала его системную сущность.
Термин «ландшафт» был введен в отечественную науку знаменитым ученым А. Гумбольдтом (1769-1859), который заимствовал слово из родного немецкого, где оно было с давних времен и означало die Landscaft – «вид земли», «вид местности», «… большой, обозримый простым глазом участок поверхности, отличающийся от соседних участков характерными индивидуальными чертами». Действительно, в немецком языке корень Land– «земля», а суффикс shaft выражает «взаимосвязь», «взаимозависимость».
Сам А. Гумбольдт (1862, 1866, 1959) понимал под ландшафтом «визуально воспринимаемую и эстетически оцениваемую красоту окружающего». Англичане (а вслед за ними и американцы) заимствовали свой landscape у голландцев (Landschaf) в начале 17 в., теперь мы назвали бы это пейзажем. Однако paysage – это французский синоним слова «ландшафт», впервые зафиксированный словарем 1949 г. Р. Этьена. В свою очередь, корень pays, значение которого – «местность, страна», образован от лат. Pagus –территориальный округ или местность в поздней Римской империи. В русском языке «пейзаж» обозначает внешний облик ландшафта, воспринимаемый визуально с той или иной видовой точки либо по ходу маршрута. Так или иначе, в русском языке к термину «ландшафт» ближе всего стоит слово «местность».
Основы стройного учения о ландшафтах заложил Л.С. Берг, который определил ландшафт как «область, в которой характер рельефа, климата, растительного и почвенного покрова сливается в единое гармоническое целое, типически повторяющееся на протяжении известной зоны Земли».
Вторая половина 20 в. ознаменовалась выходом в свет значительного числа работ, в которых прослежена история становления и развития ландшафтоведения, охарактеризованы его задачи, методы исследования, теоретические положения и результаты.
В настоящее время ландшафтоведение представляет собой систему фундаментальных методических и прикладных направлений, характеризующихся разным уровнем развития. В качестве основополагающего ядра науки выступают разделы, изучающие функционирование и эволюцию ландшафтов, в том числе и антропогенных. Потенциал их развития реализуется с опорой на физико-математическое и геохимическое направления. Появились классификации – как упорядочение объекта, типизированного в соответствии с его признаками. Продолжались попытки применения к анализу ландшафтов теоретических и методологических разработок других наук: теории колебаний, теории фракталов, исследование физических полей геосистем, т.е. формирование основных концепций в ландшафтоведении происходило как в рамках собственной науки, так и под влиянием развития естествознания, философии, общей теории систем, кибернетики и информатики.
Этапы развития ландшафтоведения соответствуют мировому стандарту «созревания» наук. Сначала происходило обоснование специфики объекта науки, выявление границ реальных систем, имеющих черты генетической и функциональной целостности, структуры (морфологии) объекта. Завершающим звеном, устойчивым признаком зрелости науки выступает классификация объектов. Таким образом, в науке постепенно начали формироваться направления исследований:
· иерархия, морфологическая структура ландшафта (Н.А. Солнцев и др.);
· функционирование, геофизика и геохимия ландшафта (Б.Б. Полынов, А.А.Григорьев, А.И. Перельман, Д.Л. Арманд, В.Б. Сочава, М.А. Глазовская);
· экзо- и эндодинамические смены растительности (В.Н. Сукачев);
· эволюционная география (И.П. Герасимов, К.К. Марков, А.А. Величко);
· физико-математические особенности функционирования ПК (Д.Л. Арманд, Ю.Г. Пузаченко).
Все они легли в основу трех современных направлений теоретического ландшафтоведения:
Структурного,
Эволюционного,
Функционального, устанавливающее законы и закономерности.
Объектами изученияландшафтоведения продолжают оставаться природные и природно-антропогенные (природно-технические) ландшафты, геосистемы, и более мелкие подразделения ландшафтной сферы. В последнее время появилось множество комплексных объектов исследования.
Следует различать:
Геосистема – пространство, где отдельные компоненты взаимосвязаны, существует их целостность, взаимодействие с космосом и человеческим обществом [Сочава, 1970].
Экосистема – геосистема, в которой большую роль играет живое вещество (биологические компоненты).
Природный комплекс − совокупность взаимосвязанных природных компонентов (рельеф, климат, внутренние воды и пр.) взаимодействующих друг с другом, и находящихся на определенной территории.
Ландшафт – один из видов природного комплекса, генетически однородный, имеет одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа, климат, воды, почвы, растительность и состоит из только свойственных ему наборов урочищ. Одним из видов ПК является Географическая оболочка.
Географическая оболочка − результат взаимодействия четырех сфер Земли (литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы), который выражается в горизонтальном и вертикальном обмене веществом и энергией. Это самый большой ПК. Отдельные слагаемые географической оболочки изучаются частными науками: геоморфологией, климатологией, гидрологией, биогеографией, географией почв и др.
Ландшафтная оболочка – понятие, близкое к географической оболочке, упоминающееся другими географами (Ю.А. Ефремов, С.В. Колесников), где подчеркивается, что это целостное образование, состоящее из элементов меньше единиц ландшафтов. Это более тонкий слой прямого соприкосновения 4 сфер и прямого их взаимодействия.
Биосфера – одна из земных оболочек, занятая совокупностью животных и растительных организмов Земли.
Антропосфера – сфера проникновения человека, т.е. часть ГО, сильно измененная человеком, и представляющая собой результат взаимодействия общества и природы.
Техносфера – часть ГО, охваченная влиянием технических устройств. Кроме того, так называют современный этап эволюции биосферы, на котором большую роль играет техника.
Таким образом, цель ландшафтоведениякак науки – изучение закономерностей дифференциации, динамики, эволюции ландшафтной оболочки (ГО), выражающееся составлением Ландшафтных карт.
Задачи:
1. Изучение и картографирование ПК;
2. Их систематизация и классификация;
3. Изучение закономерностей развития, выделения исторических форм, прогноз состояния ПК;
4. Познание структуры и строения ландшафтов, что позволяет установить внутренние и внешние взаимосвязи;
5. Выявление закономерностей территориальной дифференциации (физико-географическое районирование);
6. Изучение природных ресурсов ПК и выработка рекомендаций по их рациональному использованию,
7. Исследование особенностей формирования и функционирования природно-антропогенных ландшафтов и другие.
Методы ландшафтоведения: Полевые, стационарные; исторические, математические, системного, сопряженного анализа, картографический метод, ландшафтная индикация и другие.
Основные вопросы для изучения:
Ландшафтоведение - наука о ландшафтной оболочке и ее структурных составляющих, природных и природно-антропогенных геосистемах. Место ландшафтоведения среди наук о Земле. Ландшафтоведение и геоэкология. Соотношение понятий «географическая оболочка», «ландшафтная оболочка», «биосфера», «антропосфера», «техносфера». Происхождение термина «ландшафт». ПК, геосистема, экосистема. Объект исследования науки, ее цель и задачи. Этапы развития отечественной ландшафтной географии. Структура современного ландшафтоведения как фундаментальной и прикладной науки. Понятия «ПТК», «природная геосистема», «природно-антропогенная геосистема». Структура ПТК. Экосистемная концепция. Соотношение понятий «геосистема» – «экосистема». Ландшафтный и экологический подходы в научных географических исследованиях.
Задание: Выявить различия в понятиях: геосистема, экосистема, ландшафт, природный комплекс, географическая оболочка, ландшафтная оболочка, антропосфера, этносфера, техносфера, ноосфера. Привести примеры.
| Термин | Определение | Примеры |
2. Работа с учебником «Ландшафтоведение» авт. Егоров, стр. 16-26, глава 2. «Географическая оболочка и ландшафтная сфера». (учебник можно взять в библиотеке института или воспользоваться любым другим источником информации для ответов на вопросы). Письменно ответить на вопросы:
1 Понятие и сущность географической оболочки (ГО).
2 ГО и биосфера – общее и отличие
3 Перерисовать рисунок 7 с. 17
4 Границы ГО (верхняя, нижняя)
5 В чем заключается ярусность ГО? Привести примеры.
6 Географические зоны, страны, сектора, провинции. Выписать примеры пространственной дифференциации ГО.
7 Понятие «антропосфера».
3. Практические задания:
Лабораторная работа
«Вертикальная и горизонтальная структура географической оболочки»
1. Записать характеристики 5-и вариантов ГО (с рисунками, форму на ваш выбор)
2. Выполнить задание 1 (заполнить таблицу, письменно ответить на вопрос)
Наземный вариант – самый изученный, самый заселенный человеком и преобразованный. Обладает сложностью строения и разнообразием компонентов. Самые маломощные ПК в пределах наземного варианта ГО распространены в приполярных широтах. Их отличает:
а) минимальная мощность −30-50 м,
б) отличается большей простотой,
в) преобладает воздушный слой, поскольку земная кора −промерзшая,
г) преобладают абиогенные процессы,
д) отличает короткий вегетативный период,
е) распространена вечная мерзлота,
ж) температура самого теплого месяца в году −не более 5º,
з) бедный растительный покров, образованный мхами и лишайниками,
и) в фауне преобладают насекомые (комары и пр.),
к) продукция –0,2 т/га в год,
л) биомасса –1,6 т/га.
При продвижении к экватору строение наземного варианта географической оболочки усложняется:
а) мощность на экваторе становится до 35 км,
б) отличает высокое разнообразие видов,
в) характеризуется большой мощностью вовлеченной земной коры,
г) преобладают биогенные процессы,
д) круглогодичный вегетативный период,
е) отсутствует вечная мерзлота,
ж) температура самого холодного месяца в году −не менее +18º, осадки 2000-4000 мм, что свидетельствует об избыточном увлажнении,
з) отличается большим видовым разнообразием −до 3000 и более в Индонезии,
и) продукция –20-50 т/га в год.
к) биомасса –350-400 т/га
Задание: сделайте схематический рисунок наземного варианта ГО (аналогично выполнить рисунки для других вариантов ГО)
Воздух (атмосфера)
Земная кора (литосфера)
Рисунок・ 1. Строение наземного варианта географической оболочки
Водный вариант представляет собой сочетание воды и воздуха, т.е. гидросферы и атмосферы.
Водный вариант оболочки распространен до глубины 200 м, сюда относится 30-50 м прилежащего атмосферного воздуха (всего около 250 м) характеризуется зональными комбинациями температуры, солености, плотности воды (определяется ветровыми течениями), фотосинтезом, широтным приповерхностным переносом вещества и энергии. Здесь биологическая продуктивность значительно меньше, чем около побережья.
Увеличение биологической продуктивности происходит в умеренных широтах (относительно прохладная вода, богата минеральными веществами и обогащена кислородом), а также в зонах дивергенции, апвеллинга.
Апвеллингом в океанологии называется явление подъема глубинных морских вод на поверхность.
ДИВЕРГЕНЦИЯ — (от средневекового лат. divergo отклоняюсь, от лат. divergere — обнаруживать расхождение) в биологии расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции.
Воздух (атмосфера)
Вода (гидросфера)
Рисунок・ 2. Вертикальное строение водного варианта географической оболочки
Ледовый вариант является разновидностью водного, однако выделяется в отдельную категорию, к нему относятся ледники на суше, многолетние морские льды и приурочен либо к высоким широтам, либо к нивальному поясу высотной поясности. Факторами образования являются положительный баланс твердых атмосферных осадков, а также отрицательные температуры, широта местности, высота над уровнем моря (мощный фактор формирования снеговой линии), количество осадков. Таким образом, ледовый вариант является с одной стороны производным от климата, с другой - мощным климатообразующим фактором («холодильники Земли»).
Воздух (атмосфера)
Лед (гидросфера)
Рисунок・ 3. Вертикальное строение ледового варианта географической оболочки
Земноводный вариант самый сложный из всех, включает в себя три составляющих резко контрастирующих среды. Характеризуется исключительно интенсивным обменом веществом и энергией. Образуют четыре класса ландшафтов: речные, озерные, литоральные (океанические), мелководно-морские. Основные особенности варианта: текучесть, непрерывное обновление неповторимость биогеоценозов, особенности эрозии и аккумуляции, большая интенсивность биологических круговоротов, особенно в мелководно-морской среде.
Воздух (атмосфера)
Вода (гидросфера)
Земная кора (литосфера)
Рисунок・ 4. Вертикальное строение земноводного варианта географической оболочки
Донный вариант характеризуется взаимодействием Земной коры и воды, характерен для океанического дна, для тех акваторий, где толща воды велика. Для ПК характерен фильтрационный способ питания донных животных, богатство бактерий, повышенная минерализация вещества, процесс органического синтеза происходит за счет бактерий, питающихся серой.
Вода (гидросфера)
Земная кора (литосфера)
Рисунок・ 5. Вертикальное строение донного варианта географической оболочки
Задание:
1. По сочетаниям сфер необходимо выделить отделы ГО (табл. 1), подсчитать их площади в млн км2 от площади земного шара. Объяснить, почему донный отдел занимает наибольшую площадь?
Таблица 1 Отделы географической оболочки
| № | Отделы ГО | Атмосфера | Литосфера | Гидросфера | Доля, % | Площадь, млн км2 |
| Наземный | ||||||
| 2. | Водный | |||||
| 3. | Земноводный | |||||
| 4. | Донный |
Площадь Земли 510 млн. км2
Лабораторная работа
«Масштаб карты»
1. Выписать теоретические сведения по теме: определение, 3 вида масштаба, основание и точность масштаба (а, в, в1).
2. Выполнить 8 расчетных заданий; в каждом разобрать и записать пример решения, самостоятельно решить по 2 примера из каждого задания. Можно решить одинаковые на двоих, но обязательно разные с другими студентами.
Масштабом карты называется соотношение длины линии на карте к горизонтальной проекции соответствующей линии на местности.
Масштаб – это величина, показывающая во сколько раз длина на местности (земной поверхности) уменьшена при переносе на карту.
Масштаб указывают под южной рамкой карты и выражают соотношениями чисел (численный масштаб), словесно (именованный масштаб) и графически (линейный масштаб).
а) численный масштаб записывается в виде дроби, в числителе которой единица, а в знаменателе – число, выражающее степень уменьшения горизонтальных проекций линий местности при изображении их на карте. Всегда дается в сантиметрах (см).
Например: 1: 1 000 000 – 1 см на карте соответствует 1000000 см на местности (степень уменьшения в 1000000 раз).
1: 200 000 – 1 см на карте соответствует 200 000 см на местности
1: 50 000 – 1 см на карте соответствует 50 000 см на местности
1: 100 – 1 см на карте соответствует 100 см на местности
1: 5 – 1 см на карте соответствует 5 см на местности
Запомнить 1: 1 000 000
См см
На карте на местности
б) именованный масштаб указывается в виде подписи, какое расстояние на местности соответствует 1 см на карте.
Например:
| В 1 см 1 км | или | 1:1 00 000 |
| В 1 см 10 км | или | 1:1 000 000 |
| В 1 см 500 м | или | 1:50 000 |
| В 1 см 10 м | или | 1:1 000 |
| В 1 см 30 см | или | 1:30 |
в) линейный масштаб дается в виде линейки, разделенной на равные отрезки (соответствующие 1 см) с подписями, означающими расстояние на местности. Применяется для измерения расстояния непосредственно на карте.
Например:
Или в 1 см 1 км
1:100 000
Или в 1 см 100 м
1: 10 000
Равные отрезки на линейном масштабе (соответствующие 1 см на карте) называются основанием масштаба (а)
а=1 см=100 м
левое основание разбивается на более мелкие части (соответствующие 1 мм на карте) для измерения расстояний с большей точностью – это точность масштаба (в)
в=1 мм= а=10 м
линейное расстояние на местности, выражающееся 0,1 мм на карте данного масштаба называется предельной точностью масштаба (в1) (величина, приближенно соответствующая разрешающей способности глаза)
в1=0,1 мм= в=1 м
например: 1:1 000 000
а=1 см=1 000 000= 10 000 м= 10 км
в=1 мм=10 000см= 1000 м=1км
в1=0.1 мм=5 000 см=50 м
В России разработан ряд стандартных масштабов для карт: 1:5 000, 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:300 000, 1:500 000, 1:1 000 000.
К сведению: в старых русских картах использовались следующие меры длины: 1 верста=1,067 км, 1 сажень= 2, 134 м, 1 дюйм-2,54 см. Английская система мер – 1 миля=1,609 км.
Контрольные вопросы: