Иерархия региональных геосистем дифференциация эпигеосферы и физико географическое районирование

ierarhiya regionalnyh geosistem differencziacziya epigeosfery i fiziko geograficheskoe rajonirovanie География

Дифференциация эпигеосферы на геосистемы регионального уровня обусловлена сложными взаимоотношениями двух главных энергетических факторов — лучистой энергии Солнца и внутриземной энергии, их неравномерным распределением, как в пространстве, так и во времени.

Количество поступающей коротковолновой радиации Солнца на единицу площади земной поверхности уменьшается от экватора к полюсам вследствие шарообразности Земли. С этим связано закономерное изменение всех физико-географических процессов и в целом геосистем по широте, называемое географической (широтной) зональностью Зональность имела бы математически правильный характер, если бы вся поверхность земного шара была однородной по своему составу и не имела бы неровностей. В действительности же картина зональности оказывается намного сложнее. Уже в атмосфере поток солнечных лучей подвергается преобразованию. Здесь часть его отражается от облаков и рассеивается в мировом пространстве. В силу подвижности воздушной среды образуются циркуляционные пояса с воздушными массами, обладающими неодинаковой прозрачностью по отношению к солнечным лучам. Над экватором в атмосфере много облаков, которые сильно отражают и рассеивают коротковолновую радиацию, тогда как в тропиках воздух наиболее сух и прозрачен. Поэтому максимальное количество лучистой энергии Солнца приходится не на экватор, а на пояса между 20-й и 30-й параллелями в обоих полушариях.

Важнейшим следствием зональности радиационного баланса и циркуляции атмосферы является зональное распределение тепла и влаги. Запасы тепла на земной поверхности изменяются в общем соответствии с радиационным балансом, а также среднемесячных температур, в особенности теплых месяцев. Однако зональные изменения увлажнения имеют иной, более сложный характер. Атмосферные осадки имеют два максимума — главный на экваторе и второй в умеренных широтах, и резкий минимум в тропиках, т. е. как там, где запасы солнечного тепла наибольшие.

Чтобы судить о влагообеспеченности геосистем, необходимо сопоставить ее с величиной испаряемости. Испаряемость — это то количество влаги, которое могло бы испариться в данных условиях при допущении, что ее запасы неограниченны. Испаряемость характеризует как бы потребность геосистемы во влаге, ее предельное количество, которое может “работать” в природном комплексе. В общих чертах распределение испаряемости повторяет зональные кривые теплообеспеченности, с особенно резким максимумом в тропиках (до 4000—5000 мм в год) и минимумом в приполярных широтах (менее 100 мм в год). Отношение годовой суммы осадков к годовой испаряемости — так называемый коэффициент увлажнения Г. Н. Высоцкого — Н. Н. Иванова (К) — может служить наиболее объективным показателем атмосферного увлажнения. При К1 увлажнение избыточное (наблюдается в высоких широтах — примерно к северу и к югу от 50-й параллели), а при К

От соотношения тепла и увлажнения зависит интенсивность других физико-географических процессов и их зональная дифференциация. К наиболее удачным из интегральных количественных показателей относится показатель биологической эффективности климата ТК, предложенный в 1959 г. Н. Н. Ивановым. Он представляет собой произведение суммы активных температур Т (выраженных в сотнях градусов Цельсия) и коэффициента увлажнения К (причем предельной величиной К считается 1.0, так как увеличение избытка влаги сверх единицы не оказывает положительного влияния на биоту и на функционирование геосистем).

ТК изменяется от 0 в приполярных широтах до 100 в приэкваториальных. Многие другие частные показатели функционирования геосистем (гидрологические, биологические и др.) обнаруживают хорошее соответствие с величиной ТК. Синтетическим показателем, наиболее полно отражающим интенсивность функционирования геосистем, может служить биологическая продуктивность, меняющаяся от полюса к экватору также как и показатель биологической продуктивности климата.

Универсальное значение закона зональности, установленного еще В. В. Докучаевым, наглядно проявляется в почвообразовании и органическом мире. Не случайно большинство природных (ландшафтных) зон именуется по характерным типам растительности (зоны широколиственных лесов, лесостепи, экваториальных лесов и др.).

Некоторые географы считают, что закон зональности не распространяется на рельеф и геологическое строение. Но это не так. Все так называемые скульптурные формы рельефа (в отличие от структурных, связанных с тектоническими движениями) формируются под влиянием выветривания, деятельности льда, ветра, текучих вод. А эти процессы имеют определенно зональную природу. Потому наблюдаются четко выраженные зональные комплексы скульптурных форм рельефа (например, мерзлотные впадины и бугры, торфяные бугры в тундре, разнообразные эоловые формы, солончаковые впадины, предгорные шлейфы в пустыне и т. д.).

Осадочная толща земной коры формируется под воздействием климата, ледников, стока, почвообразования, жизнедеятельности организмов, и ей также присуща зональность, хотя она и прослеживается только при анализе геологической истории. Зональны донные илы в Мировом океане и континентальные отложения на суше (ледниковые и водно-ледниковые в полярных областях, торф в тайге, соли в пустыне и т. д.). Однако осадочные толщи накапливались в течение многих миллионов лет. За это время картина зональности многократно менялась в связи с переменами в положении оси вращения Земли и другими астрономическими причинами. Для каждой конкретной геологической эпохи можно восстановить присущую ей систему зон с соответствующей дифференциацией процессов осадконакопления. В строении современной осадочной оболочки мы, таким образом, наблюдаем результаты перекрытия множества разновременных зональных систем. Каждая из них оставила свои осадочные породы, которые, в сущности, представляют реликты былых зональных условий и процессов.

Закон зональности имеет универсальное географическое значение, прямо или косвенно проявляющееся во всей эпигеосфере. Свое комплексное выражение он находит в формировании ландшафтных зон — крупнейших геосистем регионального уровня.

Очень существенное географическое значение имеет петрографический состав пород, которыми сложены различные морфоструктурные подразделения земной поверхности. При полном сходстве зональных и секторных условий разные, подчас весьма контрастные геосистемы формируются на кристаллических породах древних щитов, на известняковых плато, ледниковых валунных суглинках (морене), аллювиальных песках и т. д. В отличие от зональности, азональная дифференциация не обнаруживает какой-либо упорядоченности, т. е. определенной направленности пространственных изменений. Ей присущи пестрота, контрастность, резкость переходов.

Особенностью азональности является то, что в ней латеральная (“горизонтальная”) дифференциация сочетается с вертикальной. Один из главных признаков всякой морфоструктуры — ее высотное положение по отношению к уровню Океана. С этим связано ярусное строение сферы наземных ландшафтов. Два главных высотных яруса — равнинный и горный — подразделяются: первый — на низины и возвышенности, второй — на низко-, средне-, и высокогорья. Это деление имеет важное физико-географическое значение, поскольку все свойства геосистем существенно изменяются по ярусам, и прежде всего в силу уменьшения запасов солнечного тепла с высотой.

С высотными различиями связано еще одно важное географическое следствие — так называемый барьерный эффект. Совместное географическое действие высотного (гипсометрического) и барьерного эффектов особенно ярко проявляется в горах, где амплитуды высот измеряются тысячами метров. Горам свойственна высотная поясность (или вертикальная зональность, как ее определил еще В. В. Докучаев). Высотный температурный градиент в сотни раз превышает широтный. Поэтому, поднявшись на несколько тысяч метров, можно наблюдать смену высотных поясов, напоминающую в сильно сжатом виде последовательность широтных зон на протяжении тысяч километров. Если температурные условия в горах находятся в прямой зависимости от высоты, то изменения увлажнения определяются барьерным эффектом: по мере поднятия воздушных масс перед горным барьером вначале происходит быстрое увеличение осадков, но затем запасы влаги иссякают и осадки уменьшаются.

Высотные пояса с большой натяжкой можно рассматривать как аналоги широтных зон. Некоторые высотные пояса (например, альпийские луга, высокогорные холодные пустыни Тибета и Восточного Памира) невозможно сопоставить с какими-либо широтными зонами. С другой стороны, многие зоны (средиземноморская, тропические пустыни и др.) не имеют своих “копий” в горах. Структура высотной поясности, т. е. весь “спектр” поясов, — не простое повторение системы широтных зон, она обнаруживает множество вариантов. Разнообразие высотных “спектров” зависит от принадлежности горного поднятия к той или иной зоне, к т ому или иному спектру, а также от орографических и других условий. Пояс альпийских лугов, например, присущ приокеаническим секторам, а в континентальных секторах его замещают горные тундры и гольцы. С приближением к экватору число поясов число поясов, как правило, увеличивается, а их высотные пределы смещаются вверх. На южных и подветренных склонах наблюдаются более аридные варианты поясности, чем на северных и наветренных. Так, в горах Южного Забайкалья часто северные склоны лежат в поясе горной тайги, в то время как южные заняты степями.

Итак, причины региональной дифференциации эпигеосферы многообразны, они создают множество природных рубежей, которые разделяют структурные подразделения, или физико-географические регионы, имеющие разную природу. Каждой региональной закономерности отвечает своя система регионов. Уже отмечалось, что зональность конкретизируется в системе ландшафтных зон (которые подразделяются на единицы второго порядка — подзоны), секторность — в системе ландшафтных секторов. Азональная дифференциация выражается в системе физико-географических, или ландшафтных, стран (например, Русская равнина, Урал, Западно-Сибирская равнина), которые подразделяются на ландшафтные области (например, Полесская, Среднерусская, Прикаспийская).

Таким образом, региональная структура эпигеосферы не укладывается в один иерархический ряд, она представлена несколькими перекрывающимися рядами. Каждое подразделение этих рядов представляет собой определенную географическую целостность, но целостность эта как бы неполная, односторонняя. Так, тайга — это целостность в зональном отношении, но она очень разнородная в азональном плане. Урал — целостная азональная система, но резко разнородная по зональным признакам. Следовательно ни одна из перечисленных выше крупных структурных частей эпигеосферы не отвечает условию региональной географической однородности, или единства, по всем критериям — зональным, секторным, азональным. Чтобы достичь такого единства, надо, очевидно, спуститься на достаточно низкий уровень региональной дифференциации, при котором как зональные, так и секторные и азональные различия стираются. Такой единицей — основной, или узловой, в иерархии систем — служит ландшафт.

Построение единой системы соподчиненных физико-географических (ландшафтных) регионов входит в задачи физико-географического районирования.

Последовательно анализируя дифференциацию эпигеосферы на геосистемы все более и более низкого ранга, мы подходим к некоторому рубежу, за которым дальнейшие физико-географические различия уже невозможно объяснить действием универсальных зональных и азональных факторов. А между тем такие различия, прослеживаемые на расстоянии каких-нибудь сотен или даже десятков метров, могут оказаться весьма существенными. Примером, может служить ландшафтный профиль Г. Ф. Морозова, В одних и тех же зональных условиях и на той же геологической структуре могут располагаться такие контрастные геосистемы, как сухие сосновые боры и болотные массивы, безводные песчаные гряды и буйные тугайные заросли и т. д. Очевидно, здесь мы сталкиваемся с принципиально иным, локальным типом географической дифференциации, который не связан ни с широтным распределением солнечного тепла, ни с континентально-океаническим переносом воздушных масс, ни с морфоструктурными различиями.

На переходе от региональной дифференциации к локальной расположена узловая ступень геосистемной иерархии, а именно ландшафт, который завершает систему физико-географических регионов и служит “точной отсчета” для анализа локальных географических закономерностей. Локальные различия обусловлены функционированием и развитием самого ландшафта, т. е. действием внутренних процессов, присущих различным ландшафтам, в особенности таких, как эрозионная и аккумулятивная деятельность текучих вод, работа ветра, жизнедеятельность растений и животных. Эти процессы формируют скульптуру земной поверхности, т. е. создают множество разнообразных мезо — и микроформ рельефа и в конечном счете элементарных участков, или местоположений, — вершин, склонов разной крутизны, формы и экспозиции, подножий, впадин и т. д.

При одних и тех же зональных и азональных условиях, т. е. в одном и том же ландшафте, может создаваться большая пестрота местоположений и происходит перераспределение солнечной радиации, влаги и минеральных веществ по этим местоположениям. В результате каждое местоположение будет характеризоваться своим микроклиматом, тепловым, водным и минеральным режимом. Например, в таежной зоне дневные температуры на северных склонах холмов или долин на несколько градусов ниже, чем на южных (и чем круче склоны, тем больше разница); впадины, как правило, холоднее, чем склоны. Из-за стекания атмосферных осадков по склонам понижения и впадины более увлажнены; ветер сдувает снег с наветренных склонов и переоткладывает его на подветренных. От мощности снега зависит глубина промерзания почвы, а продолжительность залегания снежного покрова влияет на длительность вегетационного периода. По действием склонового стока на вершинах и крутых склонах обнажаются коренные породы, а у подножий накапливается мелкозем.

Благодаря избирательной способности организмов к условиям среды биоценозы дифференцируются по местоположениям. На теплых склонах появляются сообщества, свойственные более южной ландшафтной зоне, а у сообществ одного типа на теплых и хорошо увлажненных местоположениях весь годовой цикл вегетации проходит в более короткие сроки и продуктивность вообще. Особенно большие локальные контрасты биоты связаны с перераспределением влаги в ландшафте по местоположениям.

В конечном итоге в результате взаимодействия биоценоза с абиотическими компонентами конкретного местоположения формируется элементарная геосистема — фация, которая рассматривается как последняя (предельная) ступень физико-географического деления территории.

В пределах каждого ландшафта локальные системы создают специфические территориальные сочетания, или морфологию ландшафта. В плане морфология ландшафта имеет вид характерного мозаичного рисунка, например в форме чередующихся полос грядовых и ложбинных комплексов, или дендритовидного узора, создаваемого овражно-балочным расчленением, или множества мелких либо крупных округлых пятен, соответствующих мерзлотно-просадочным, карстовым и другим образованиям, и т. д. В профиле же морфология ландшафта характеризуется сопряженными рядами фаций, связанными сквозными вещественно-энергетическими потоками, миграцией вещества от водораздельных местоположений к подножиям, впадинам, долинам.

Таким образом, ландшафт определяется как генетически единая геосистема, однородная (неделимая) по зональным и азональным признакам и заключающая в себе специфический набор сопряженных локальных геосистем. Отсюда однородность ландшафта — двояка: с региональной точки зрения — это одинаковость зонального и азонального “фона”, а с морфологической — как однородное сочетание локальных геосистем.

У морфологических подразделений ландшафта существует своя иерархия. Наряду с элементарными единицами — фациями — различается ряд промежуточных морфологических ступеней, важнейшая из которых — урочище. Урочищем называется первичная группировка фаций, объединяемых общей направленностью физико-географических процессов и приуроченных к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате. Наиболее отчетливо урочища выражены в условиях расчлененного рельефа с чередованием холмов и котловин, гряд и ложбин, оврагов и межовражных (плакорных) участков и т. п.

Все типичные свойства геосистем — их структура, функционирование, динамика, эволюция — наиболее полно раскрываются именно при изучении ландшафта. Познание механизма вертикальных и горизонтальных вещественно-энергетических потоков невозможно в рамках локальных геосистем, для этого надо принять в качестве объекта исследования весь их сопряженный ряд, а это возможно лишь при охвате всего ландшафта как целостной системы.

Оцените статью
Страны - Континенты