Морфологическая структура ландшафта

 

Морфологическая структура ландшафта

По предложению кафедры ландшафтоведения географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова природные геосистемы, более крупные, чем ландшафт, т.е. состоящие из нескольких ландшафтов, называют таксономическими единицами, а более мелкие, входящие в состав ландшафта, -- морфологическими частями ландшафта. Раздел ландшафтоведения, уделяющий внимание изучению закономерностей внутреннего территориального состава ландшафта, представляющего его морфологические составные части, называют морфологией ландшафта. Морфологическое строение ландшафтов разнообразно по сложности внутреннего территориального устройства. На современном этапе развития географии ландшафт рассматривают как сложную индивидуальную территориальную единицу, исторически сложившуюся систему более мелких природных комплексов, обозначенных терминами: фация, подурочище, урочище, местность.

4.1. Фация

Это самая простая предельная категория геосистемной иерархии, характеризующаяся наибольшей однородностью природных условий. В фации на всей территории сохраняются одинаковая литология поверхностных пород, одинаковый рельеф и увлажнение, один микроклимат, одна почвенная разность и один биоценоз. Фация -- первичный функциональный элемент ландшафта и основной объект стационарных ландшафтных исследований. С фации как первичной геосистемы начинают изучать круговороты вещества, биогеохимические перемещения и трансформацию энергии. На уровне фации исследуют вертикальные связи в ландшафте и его динамику. Накопление информации о структуре, функционировании и динамике фации как сопряженной системы низового уровня дает возможность изучать горизонтальные потоки вещества, энергии и территориальные связи в геосистемах. Фация--открытая геосистема, которая функционирует во взаимодействии с соседними фациями разных типов. Фация -- динамична, неустойчива и недолговечна как незамкнутая система. Она зависит от прихода основных внешних потоков вещества и энергии, поступающих из смежных фаций и уходящих от нее. Ландшафт и фация несоизмеримы по долговечности. У них разные масштабы как во времени, так и в пространстве. Недолговечность и относительная неустойчивость фации означают, что связи между ее компонентами (при однородной территориальной распространенности в границах фации) изменчивые.

Наиболее активный компонент фации -- биота. Воздействие биоты на абиотическую среду в границах фации проявляется ощутимее, чем в границах ландшафта. Например, лесные и болотные сообщества фаций трансформируют их микроклимат, но не влияют на климат ландшафта. Или локальное увеличение оврага при водной эрозии и отсутствии растительности приводит к трансформации фации, но не изменяет природного характера ландшафта.

Разнообразие фаций требует их систематизации и классификации. При классификации фаций по двум критериям устойчивости и определяющему значению в формировании фации был выделен ее универсальный признак -- месторасположение как элемент орографического (орография -- классификация элементов рельефа) профиля подавляющего большинства ландшафтов. Различия между фациями обусловлены их положением в сопряженном ряду месторасположений. Были выделены основные типы месторасположений, соответствующие определенным типам фаций.

Элювиальные фации расположены на плакорах (плакор -- выровненная водораздельная территория), водораздельных поверхностях со слабыми уклонами (1...2°) без существенного смыва почвы, атмосферным типом увлажнения и глубоким залеганием грунтовых вод. Последние не оказывают влияния на почвообразование и растительный покров. Вещества поступают только из атмосферы с осадками и пылью. Расход веществ -- с поверхностным стоком воды, дефляцией или вглубь с нисходящими токами влаги. Почвы, развивающиеся в элювиальных фациях, промыты от легкорастворимых соединений, и на некоторой глубине формируется иллювиальный горизонт, в котором накапливаются вымытые из верхней части профиля вещества. За длительное время происходит непрерывный смыв почвенных частиц, почвообразовательный процесс постепенно проникает глубже в подстилающую породу, вовлекая все новые слои. Образуется мощная кора выветривания с остаточно накопленными химическими элементами, не поддающимися выносу. Растительность захватывает минеральные элементы и препятствует их выносу. В результате биологической аккумуляции верхние горизонты почвы обогащены элементами, участвующими в биологическом круговороте веществ. Глубокое положение уровня грунтовых вод и активный водообмен определяют окислительную реакцию в почвах и коре выветривания. Это приводит к выносу тех элементов, которые дают более растворимые соединения при высоком окислении (сера, мышьяк, молибден, ванадий и др.), и затрудняет вынос элементов, окисленные соединения которых малоподвижны (железо, марганец и др.).

Именно почвы элювиальных фаций на плоских глинистых водоразделах В. В. Докучаев относил к зональным, «нормальным».

По степени увлажненности элювиальных фаций судят о потребности в орошении земель.

Аккумулятивно-элювиальные фации -- бессточные или полубессточные водораздельные понижения или впадины с затрудненным стоком, замкнутые западины или котловины, с дополнительным водным питанием за счет аккумуляции атмосферных натечно-поверхностных вод, частым образованием верховодки, глубоким положением грунтовых вод. Большая часть подвижных водорастворимых соединений при поверхностном переувлажнении выносится вглубь, попадая в грунтовые воды.

Трансэлювиальные фации расположены на верхних относительно крутых (не менее 2...3°) частях склонов. Эта группа фаций отличается условиями рельефа, специфическим водным режимом (питание осуществляется атмосферными осадками и интенсивным поверхностным стоком), характером выноса и поступления химических элементов за счет плоскостного смыва. Для них характерно поступление химических элементов с боковым твердым и жидким стоком. Унос элементов происходит здесь не только с просачиванием вод при вертикальном водообмене, но и по склону с поверхностными и грунтовыми водами, циркуляцией вод, осыпанием и сползанием почв и пород. Микроклиматические различия таких фаций существенны и зависят от экспозиции склонов.

Трансаккумулятивные фации (делювиальные) расположены в нижних частях склонов и подножий. Здесь происходит не только вынос, но и частичная аккумуляция жидкого и твердого стока (делювия). Переувлажнение можно наблюдать за счет стекающих сверху поверхностных вод.

Супераквальные фации формируются на пониженных участках рельефа, с близким залеганием грунтовых вод, доступных растительности. Выделяют два подтипа:

транссупераквальные фации (в местах выхода грунтовых вод и притока поверхностных вод);

собственно супераквальные фации (на пониженных участках рельефа с близким залеганием грунтовых вод). В этом случае создаются условия заболачивания как за счет поднятия грунтовых вод, так и за счет поверхностного стока с окружающих элювиальных фаций. Образуются низинные болота. В условиях обогащения почвы подвижными химическими элементами развиваются специфические биоценозы -- низинные луга.

Субаквальные (подводные) фации формируются на дне водоемов. Подвижные и хорошо растворимые элементы поступают в водоем с окружающих фаций с поверхностными и грунтовыми водами, поэтому на дне водоемов накапливаются элементы с наибольшей миграционной способностью. Количество поступающей в водоем воды и состав растворенных в ней веществ определяют особенности состава органики водоемов. Разложение и минерализация органических остатков в субаквальных фациях происходят в анаэробных условиях и сопровождаются образованием сапропелей.

Пойменные фации формируются в условиях специфического водного режима: регулярного затопления во время весеннего половодья или летних, летне-осенних паводков. Пойменные фации отличаются динамичностью, разнообразием микрорельефа, продолжительностью затопления и подтопления.

Осушительные мелиорации нужны на супераквальных и пойменных фациях. Количество отводимой воды здесь зависит не только от общей увлажненности территории, но и от местного питания поверхностных и подземных вод, а также от условий их оттока. В связи с этим различают атмосферный, склоновый, грунтовой типы водного питания.

Изложенная схема типов месторасположений фаций конкретизируется на различных участках ландшафта в зависимости от положения в профиле рельефа, разнообразия экспозиций, крутизны и формы склона, глубины залегания грунтовых вод, почв, биоценоза, литологического состава пород.

4.2. Подурочище

Представляет собой природный территориальный комплекс, состоящий из одной группы фаций одного типа, тесно связанных генетически и динамически, расположенных на одной форме элемента рельефа, одной экспозиции. Поскольку фации не оригинальны, а всегда типично повторяются по территории, нет смысла изучать каждую фацию отдельно. Достаточно изучить основные типы фаций. Далее ограничиваются выделением сопряженной группы фаций, приуроченных к определенному элементу рельефа: склону или вершине холма, плоской поверхности террасы определенного уровня. Все фации, входящие в состав определенного подурочища, по условиям миграции химических элементов относятся к одной группе.

Примерами подурочищ являются: склон моренного холма южной экспозиции с дерново-подзолистыми суглинистыми почвами, коренной склон долины реки, литологически сложенный различными породами.

Выделяют следующие типы подурочищ: склон, вершина холма, плоский водораздел, плоская терраса, долина реки, часть поймы, оврага.

4.3. Урочище

При выделении ландшафта «снизу», т.е. на основе его морфологического строения, опираются в основном на изучение урочищ. Урочище -- основная единица изучения и картирования характерных пространственных сочетаний ландшафтного исследования. На ландшафтной карте исследуемой территории оконтуривают все урочища. Только изучив особенности характерных сочетаний урочищ, можно оконтурить и площадь конкретного ландшафта.

Урочищем называют сопряженную систему генетически, динамически и территориально связанных фаций или их групп -- подурочищ. Подурочище -- группа фаций одного типа, выделяемая в пределах одного урочища на склонах разных экспозиций.

Наиболее ярко урочища выражены в условиях чередования выпуклых и вогнутых форм рельефа: холмов и котловин, гряд и ложбин, межовражных плакоров и оврагов или сформировавшихся на основе таких мезоформ рельефа, как балки, овраги, плоские водораздельные равнины, надпойменные террасы однообразного строения и уровня, моренные холмы, замкнутые западины между моренными холмами, одиночные камы. За исходное начало урочищ принимают систематику форм мезорельефа, их генезис, условия естественного увлажнения и дренажа, систему местного стока. Общая направленность физико-географических процессов, приуроченных к одной мезоформе рельефа, выражается в местной циркуляции атмосферы, характерных процессах стока, миграции химических веществ, почвенно-растительных покровах.

Рассматривая распространенные в гумидной зоне урочища с сопряженным рельефом выпуклой и вогнутой формы, отметим принципиальное различие и закономерности в специфике процессов. Верхние части холмов и их склоны интенсивно дренируются, вещество отсюда выносится, холодный воздух стекает вниз, преобладают фации элювиальных типов. Ниже по склону, в низине, во впадинах и ложбинах происходят аккумуляция (накопление) вещества, переувлажнение почв, холодный воздух застаивается, распространены супераквальные фации.

По мере удаления от речных долин как линий естественного дренажа и приближения к центральным частям междуречий на обширных плакорах без контрастных форм мезорельефа уровень грунтовых вод повышается, сток затрудняется, воды застаиваются, изменяется почвенно-растительный покров. В результате происходит смена типов урочищ (подурочищ и фаций). В этих условиях формирование урочищ определяется различиями материнских пород, их составом, мощностью распространения, видом подстилающих грунтов.

Сочетание основных факторов формирования урочищ -- форм рельефа, состава почвообразующих пород, режима увлажнения -- определяет распределение и состав почв и растительности. Почвы и растительность не являются определяющими критериями при классификации урочищ, они важны как индикационные признаки.

По площадному соотношению в морфологии ландшафта выделяются основные урочища, подразделяющиеся: на фоновые (доминанты) и субдоминантные (подчиненные), а также дополняющие урочища.

К фоновым урочищам относят те, которые занимают в ландшафте большую часть его площади и образуют его фон. Это наиболее древние урочища данного ландшафта, участки исходной поверхности территории, измененной последующими процессами.

Субдоминантные урочища в совокупности занимают в ландшафте значительно меньшую площадь, чем фоновые. Они возникли на исходной поверхности под влиянием геологических и геоморфологических процессов, в основном эрозионных, характерных для гумидной зоны.

Дополняющие урочища -- редкие урочища, возникают на таких участках поверхности, геологическое строение которых отличается от остальной территории ландшафта (например, близкое к поверхности залегание известняков по отношению к остальной части ландшафта). Редкие урочища могут быть представлены уникальным урочищем, урочищем-одиночкой (одиночным холмом). В классификации урочищ выделены следующие основные типы.

Холмистые и грядовые с большими уклонами рельефа.

Междуречные возвышенные с небольшими уклонами (2...5 %).

Междуречные низменные с малыми уклонами (1...2 %).

Ложбины и котловины.

Заторфованные депрессии и плоские болотные водоразделы.

 

6. Долины рек с урочищами разных типов, каньонообразные долины, поймы, долины мелких речек и ручьев.

4.4.Местность

Местность. Это наиболее крупная морфологическая часть ландшафта, состоящая по структуре из особого варианта, характерного для данного ландшафта, сочетания урочищ. В морфологии ландшафта местность занимает более высокий ранг в сравнении с урочищем. Эта морфологическая единица представляет закономерно повторяющийся набор одного из вариантов основных урочищ. Например, на территории одного ландшафта вместо распространенных урочищ, состоящих из сухих балок, встречаются урочища с мокрыми балками и оползнями на склонах. Особенности разных состояний таких урочищ объясняются варьированием геологического фундамента в пределах ландшафта.

 

Рассмотрим условия выделения границ местностей.

Разнообразие внутреннего строения. В границах ландшафта наблюдается варьирование геологического фундамента.

При одном и том же генетическом типе рельефа встречаются участки с изменяющимися морфологическими характеристиками. Например, на холмистом рельефе, где чередуются урочища крупных моренных холмов и обширных котловин, есть участки, где встречаются мелкие холмы и мелкие котловины.

В границах одного и того же ландшафта при одинаковом наборе урочищ разного типа изменяется их площадное соотношение.

Грядовая и межгрядовая местность с относительной высотой гряд до 25...35 м. Грядовая местность характеризуется сочетанием урочищ: плакорных -- на плоских вершинах гряд; ложбинных -- на поверхности гряд со смытыми почвами на склонах, балочных и овражных. Межгрядовая местность -- плоские заболоченные долины шириной 0,5...2,0 км с участками временного переувлажнения, заболоченные участки долин, торфяные участки.

Обширные системы однотипных урочищ: крупные водораздельные болота, дюнные гряды, карстовые котловины.

Группы чуждых, нетипичных урочищ, вкрапленных в данный ландшафт.

4.5. Ландшафты и речные бассейны

Ландшафтоведение предлагает наиболее объективное по сумме всех свойств членение территорий на ландшафтные зоны, страны, области, провинции, округа, ландшафты и их части: местности, урочища и фации. Это членение имеет не только научное, природоведческое значение, но и практическое, оно отчетливо видно на специальных ландшафтных картах. Помимо такого членения есть и частные: климатическое, геоботаническое, почвенное, геологическое, гидрогеологическое, геоморфологическое, топографическое. Все эти членения субъективны, так как они отражают только часть совокупных свойств природных объектов, хотя также имеют существенное значение для науки и практики.

В ряду частных членений находится и выделение речных бассейнов, под которыми понимают природный объект (природное тело), с которого воды стекают в реку в виде поверхностных и подземных потоков.

Главная природная функция речного бассейна -- стокообразующая, и в этом принципиальная важность такого членения территории. Помимо этого, речные бассейны -- это особым образом объединенные геосистемы (принцип объединения здесь -- единство гидрогеохимических потоков, имеющих один объект для своей разгрузки). Наконец, речные бассейны -- это пространственный базис для природопользования (размещения земель разного назначения) и природообустройства. Наложение карты водотоков на ландшафтную показывает, что границы ландшафтов и их совокупностей пересекают трассы водотоков, что свидетельствует о несовпадении границ ландшафтов и речных бассейнов. Эти территории можно представить как пересекающиеся множества по-разному выделенных природных объектов, что существенно усложняет сравнительный анализ при их изучении, затрудняет решение практических задач природообустройства и природопользования. Речные бассейны объективно по-другому организованы для выполнения своей главной функции -- стокообразующей и состоят из целого числа других геосистемных групп, в данном случае фаций.

Открытость фаций предопределяет их взаимосвязь и образование более сложных ландшафтно-геохимических систем. Так, серия фаций, сменяющих друг друга от местного водораздела к местной депрессии рельефа (к местному постоянному или временному водотоку) и связанных латерально направленными гидрохимическими потоками, образует ландшафтно-геохимическую катену -- простейшую каскадную ландшафтно-геохимическую систему и неделимую часть речного бассейна.

Совокупность ландшафтно-геохимических катен, составляющих общий водосборный бассейн, называют ландшафтно-геохимической ареной. В зависимости от размера водосборной площади можно выделить мега-, макро-, мезо- и микроарены.

Мега- и макроарены, охватывающие бассейны рек первого порядка (Волги, Оби, Лены, Енисея, Днепра, Дона и их главных притоков), включают ряд ландшафтных зон, областей и имеют весьма сложную почвенную, геоботаническую, гидро- и геохимическую структуру и контрастную геохимическую обстановку. Мезоарены охватывают территории бассейнов более низкого порядка, лежащие обычно в пределах одной ландшафтной зоны и области; их структура менее сложна. Микроарены, образующие малые первичные водосборы, часто представлены одним типом ландшафтно-геохимической катены и наиболее просты.

При таком членении речного бассейна его уже представляют как целочисленное конечное множество ландшафтно-геохимических катен. Членение важно для схематизации природных условий при разработке моделей функционирования бассейна.

Цели обустройства речных бассейнов и их водосборов могут быть разные. Главной можно назвать улучшение качества речного стока в смысле объема стока и расходов воды в реке, желаемого распределения стока во времени, качества речных вод, глубин воды в русле. Помимо этого большое практическое значение имеет улучшение и восстановление (рекультивация) земель водосбора для нужд конкретных землепользователей. Важно также природоохранное обустройство водосбора, поддержание, восстановление, воссоздание экологической инфраструктуры на нем. Различные цели преобразования водосборов неизбежно вызывают конфликты интересов, например при строительстве гидроузлов и создании водохранилищ на равнинных реках. Поэтому неизбежны оптимизация целей обустройства водосборов, многовариантность намечаемых мероприятий. Комплексное обустройство водосборов во многом схоже с созданием культурных ландшафтов.