Высотная ландшафтная дифференциация равнин

Высотная ландшафтная дифференциация равнин. Влияние гипсометрического положения на дифференциацию равнинных ландшафтов было замечено уже давно. Еще в начале нашего столетия Г. Н. Высоцкий писал, что на юге Русской равнины повышение местности влияет до некоторой степени так же, как переход из более сухой и теплой климатической зоны в более влажную и холодную. Известно, что на возвышенностях выпадает больше осадков, чем на низменностях, что в лесостепной зоне возвышенности сильнее облесены, чем низменности, и к ним чаще приурочены оподзоленные; и выщелоченные разности черноземов.

Температура воздуха на равнинах, так же как и в горах, падает с высотой. Вертикальный температурный градиент не вполне одинаков в разных районах, он колеблется, кроме того, в зависимости от времени года и других условий, но в среднем близок к 0,5—0,6°С. Это означает, что разница высот в 200 м приведет к понижению средней температуры воздуха на 1°С или несколько больше. Такого понижения температуры недостаточно для появления высотной поясности, но оно может сказаться в некотором смещении границ широтных зон. Действительно, границы ландшафтных зон нередко имеют волнистую форму: на возвышенностях они смещаются к югу, а на низменностях - к северу. Однако такой случай не является правилом: известны примеры противоположного рисунка границ, свидетельствующие о том, что на равнинах абсолютная высота не оказывает решающего влияния на форму зональных рубежей и здесь надо искать другие причины.

Гипсометрический фактор на равнинах играет в основном косвенную роль, в ландшафтной дифференциации. Равнины низкого уровня, как правило, отличаются молодым рельефом аккумулятивного происхождения, их поверхность слабо расчленена, сложена рыхлыми наносами, слабо дренируется, уровень грунтовых вод лежит близко к поверхности. Возвышенные равнины характеризуются более древним рельефом, преобладанием денудационных процессов, более или менее значительным расчленением, интенсивным естественным дренажем, глубоким залеганием зеркала грунтовых вод.

Указанные различия имеют существенное ландшафтообразующее значение. Так, в условиях избыточного увлажнения (в таежной зоне) низменности, получающие за год на 100—200 мм осадков меньше, чем возвышенности, фактически переувлажнены по сравнению с последними вследствие затрудненного стока, а также дополнительного поступления влаги со склонов соседних возвышенностей. В результате именно на таежных низменностях (например, Молого-Шекснинской, Верхнесухонской и многих других) интенсивно развито заболачивание, тогда как на возвышенностях болот мало. С другой стороны, таежные возвышенности часто служат проводниками к северу элементов более южных ландшафтов, хотя термические условия здесь, казалось бы, менее благоприятны из-за более низких летних температур и сокращения вегетационного периода. На Валдайской возвышенности, например, дубовые леса идут дальше на север, чем на прилегающих низменностях, что можно объяснить лучшим дренажем, меньшей опасностью заморозков (холодный воздух стекает вниз по склонам). Таким образом, при общем избытке атмосферного увлажнения возвышенности способствуют смещению зональных границ не к югу, а к северу.

В условиях неустойчивого атмосферного увлажнения, что типично для лесостепной зоны, эффект увеличения количества осадков совпадает с влиянием рельефа и это приводит к своеобразному результату - продвижению широколиственных лесов как на север, так и на юг. Распространению лесной растительности и соответствующих почв благоприятствует расчлененный рельеф, лучший дренаж, что способствует, в частности, выщелачиванию из почв легко растворимых солей. Эти особенности возвышенностей выгодно контрастируют с заболоченностью слабодренированных низин на севере и засоленностью на юге. Существенную роль, кроме того, играет состав материнских пород, но об этом факторе в дальнейшем будет идти речь особо.

Итак, на равнинах достаточно отчетливо выражены два высотных уровня, или яруса, ландшафтной дифференциации. Граница между ними не может быть однозначно определена какой-либо единой цифрой. На Русской равнине она в среднем лежит на абсолютной высоте около 170-180 м. На высоких равнинах появляется необходимость в дополнительном ярусном расчленении (в форме переходных ярусов или подъярусов), особенно в случае появления первых признаков высотной поясности.

Ярусность можно определить как всеобщую географическую закономерность, свойственную всем ландшафтам, как равнинным, так и горным. По отношению к ней высотная поясность имеет как бы частный, или подчиненный, характер, и не только потому, что она специфична только для гор, но и вследствие того, что по своему географическому содержанию поясность - более узкое и менее комплексное понятие, чем ярусность. Если высотная поясность связывается только с климатообразующим значением рельефа, то в представлении о ярусности учитывается его более всесторонняя ландшафтообразующая роль. Отчасти мы имели возможность убедиться в этом на примере ландшафтов равнин, теперь остается рассмотреть сущность ландшафтной ярусности гор.

Изменения по вертикали в горах обнаруживаются не только в климате, но и в строении земной поверхности. В традиционном делении гор на низкие, средневысотные и высокие отражаются три основные ступени, связанные с этапами формирования горного сооружения, возрастом отдельных его частей, интенсивностью тектонических движений, а также характером экзогенного расчленения. В этих ступенях выражаются изменения одновременно по высоте и по направлению, от периферии горного сооружения к его центральной, осевой части.

Периферию крупных горных поднятий образуют предгорья и невысокие передовые хребты или отроги главных цепей; в условиях гумидного климата они обычно имеют мягкие очертания, в аридных областях сильно расчленены временными водотоками и окаймляются предгорными пролювиальными шлейфами. Для среднегорья наиболее типично глубокое эрозионное расчленение, высокогорье характеризуется нивальной и ледниковой обработкой, резкими альпийскими формами, наличием современных ледников.

Ступенчатость, или ярусность, очень часто проявляется и в геологическом строении гор, в последовательной смене толщ, различныхпо возрасту и петрографическому составу пород, по степени дислоцированности. Хороший пример представляет Большой Кавказ. Его нижняя, периферическая, часть слагается преимущественно неогеновыми относительно слабо смятыми песчано-глинистыми отложениями и конгломератами, которые и образуют низкогорный ярус. Далее последовательно сменяют друг друга все более древние и более дислоцированные толщи - палеогеновые, мезозойские, палеозойские. Наиболее высокая осевая часть хребта в западной части сложена древнейшими массивно-кристаллическими породами. Отмеченные три основные ступени можно рассматривать и как климатические ярусы. Климат низкогорий тесно связан с атмосферной циркуляцией над прилегающими равнинами. В этой части наших южных гор (до высоты 500—600 м) сказывается влияние вторжений холодных воздушных масс с севера. В среднегорном ярусе в наибольшей степени проявляются восхождения воздушных масс, обострение фронтов, контрастность климатов противоположных экспозиций; именно в этом ярусе наветренные склоны получают максимальное количество осадков. Высокогорные хребты (на Кавказе выше 2000—2500 м, в Средней Азии выше 2500—3000 м) находятся в сфере воздушных течений свободной атмосферы; подстилающая поверхность не оказывает существенного влияния на климат, и последнее мало зависит от циркуляции атмосферы в приземных слоях на прилегающих равнинах.

Ландшафтные ярусы гор не тождественны высотным поясам, но между ними существуют определенные соотношения. Нижнему ярусу, как правило, соответствует первый (самый нижний) высотный пояс. В среднегорном ярусе характер поясности наиболее сложный и разнообразный, здесь на одной и той же высоте могут чередоваться фрагменты разных поясов, но обычно для среднегорий каждой ландшафтной зоны типичен тот или иной пояс или же сочетание поясов. Например, для среднегорий таежной зоны характерен noяс редколесий, криволесий и стлаников, для зоны широколиственных лесов - горнотаежный пояс, для пустынной зоны умеренного пояса - горностепной пояс с фрагментами лесного на наветренных склонах. В высокогорном ярусе условия для формирования высотных поясов более однообразны, но в его нижней части (нижнем подъярусе) еще сказывается влияние зонального и секторного положений гор. В зависимости от этого здесь могут быть представлены ландшафты горных тундр, горных лугов, высокогорных пустынь и некоторые другие. Теоретически (если позволяет высота гор) все ряды высотной поясности должны заканчиваться горноледниковым поясом.

Таким образом, представление о ярусности имеет подлинно комплексное ландшафтно-географическое содержание, оно более емкое, чем понятие «высотная поясность». В отличие от высотных поясов, которые часто имеют фрагментарный характер и узко ограниченное региональное распространение, ландшафтные ярусы имеют универсальное значение при ландшафтном делении горных стран и обеспечивают сравнимость горных ландшафтов при их классификации. Ландшафтные пояса должны приурочиваться к определенным ярусам. С ландшафтоведческой точки зрения, например, мало смысла рассматривать темнохвойные леса Северного Урала, Центрального Китая и южного склона Гималаев в качестве фрагментов единого горнотаежного пояса. Помимо чисто внешнего сходства в растительности названные три примера не имеют ничего общего. Североуральская горная тайга относится к типичным низкогорьям подзоны северной тайги и не поднимается выше 400-600 м над уровнем торя, темнохвойнолесной пояс Алтая принадлежит к среднегорьям степной зоны (между 1400-1600 и 1800-2100 м над ур. м.), а в Гималаях темнохвойные леса поднимаются почти до 4000 м (в Сино-Тибетских горах - до 4300 м) и составляют элемент высокогорного «этажа» муссонных тропических ландшафтов. Даже по растительному покрову здесь обнаруживается весьма относительное сходство, поскольку он образован разными видами и имеет различные структурные особенности.

Трехъярусное ландшафтное деление гор - лишь типовая схема, которая может детализироваться. Во многих случаях внутри ярусов хорошо обособляются подъярусы. Надо заметить, что каких-либо стандартных высотных пределов для тех или иных ярусов не существует. Они зависят от зонального положения гор, от истории их развития, геологического строения и других региональных особенностей.

Барьерность. Из всего изложенного ясно, что как в горах, так и на равнинах дифференцирующий эффект абсолютной высоты трудно отделить от влияния других азональных факторов. Прямое влияние абсолютной высоты на характер ландшафтов передается лишь через изменение термических условий с высотой. Помимо этого можно говорить о косвенной роли гипсометрического фактора и, прежде всего, о барьерном эффекте, или барьерности. Нам уже приходилось сталкиваться с этим явлением, поскольку его влияние тесно переплетается в прямым действием абсолютной высоты при формировании высотных ландшафтных поясов. Напомним, что распределение осадков на склонах гор есть следствие существования препятствий на путях движения воздушных масс в виде горных барьеров.

Однако влияние горных барьеров сказывается и на ландшафтах предгорных равнин. Предвосхождение воздушных масс, накапливающихся перед горным барьером, начинается нередко еще за сотни, километров до хребта. В результате на обширной площади равнин, примыкающих к горному поднятию с наветренной стороны, наблюдается увеличение осадков (например в Колхиде, западном Предкавказье, Приуралье). По другую сторону хребтов, напротив, часто на большом удалении от хребтов наблюдается фёновый эффект, уменьшение облачности, пониженное количество осадков. В первом случае образуются ландшафты барьерного подножья, во втором — ландшафты барьерной тени.

Одним из примеров может служить обширная (протяженностью более 200 км с запада на восток) Иссык-Кульская котловина. Абсолютная высота днища котловины изменяется мало и с ставляет в среднем около 1700 м (урез воды оз. Иссык-Куль 1608 м). Западный угол котловины лежит в барьерной тени, он получает около 200 мм осадков и представляет собой каменистую полынную пустыню (с участием солянок, терескена и др.) на серо-бурых почвах. Восточная часть котловины расположена в условиях барьерного подножья, с запада на восток происходит быстрое увеличение количества осадков, и ландшафты приобретают сначала полупустынный характер, затем сухостепной и, наконец, степной и луговостепной.

Повышение увлажнения на предгорных равнинах степной и пустынной зон обусловливает сдвиг зональных границ к югу и даже своеобразную барьерную инверсию ландшафтных зон, т.е. обратную последовательность их смены. Подобная картина наблюдается на; равнинах степного Крыма и восточного Приазовья. Примерно по линии Перекопский перешеек - север Азовского моря - низовья Дона проходит как бы ось атмосферного увлажнения, от которой оно возрастает как к северу (в соответствии с обшей зональной закономерностью), так и к югу (в связи с барьерным воздействием Большого Кавказа и Крымских гор). Поэтому к югу от «оси» наблюдается смена ландшафтов от сухих степей до лесостепи как бы в виде зеркального отражения нормальной зональной схемы. Очень постепенное (от 0 до 200 м) повышение самой равнины не играет при этом существенной роли.

Ранее отмеченный факт увеличения количества осадков на возвышенностях в сравнении с низменностями является проявлением того же барьерного эффекта. Примечательно, что это увеличение наблюдается на наветренных склонах возвышенностей, а также на прилегающих участках соседних низменностей. В некоторых случаях, переваливая через невысокие возвышенности, воздушные массы, еще содержащие значительное количество влаги, оставляют часть ее на верхних участках подветренных склонов, где также может отмечаться повышенное количество осадков.

3.4. Структурно-петрографические факторы и морфоструктурная дифференциация. При всем разнообразии рассмотренных факторов механизм их влияния на формирование и дифференциацию геосистем сходен: и зональность, и секторность, и ярусность, и барьерность непосредственно проявляются в теплообеспеченности и увлажнении, а уже через них - в других природных компонентах ландшафтной сферы. Существует, однако, еще одна категория факторов, от которых в большой степени зависит пестрота и контрастность региональной структуры ландшафтной сферы: строение и вещественный состав верхних толщ литосферы. Часто именно эти факторы называют собственно азональными.

Физико-географические следствия разнообразия петрографического состава пород, слагающих земную поверхность, чрезвычайно многообразны. Горные породы образуют субстрат ландшафта, они определяют состав минеральной массы почвы и ее важнейшие физико-химические и трофические свойства, состав элементов, участвующих в геохимическом круговороте, эдафические условия произрастания растительного покрова, не говоря уже о многих чертах рельефа, а также гидрографической сети.

Известно, например, что карбонатные породы представляют благоприятный субстрат для почвообразования, особенно на фоне кислых почв гумидных лесных ландшафтов, Богатство пород кальцием обусловливает нейтральную или даже щелочную реакцию почв, насыщенность поглощающего комплекса основаниями, повышенное накопление гумуса. Развивающиеся на карбонатных породах дерново-карбонатные почвы обладают значительно более высоким естественным плодородием, чем почвы, формирующиеся на различных бескарбонатных материнских породах. Вследствие этого и растительный покров здесь богаче. Так, Ижорское плато под Ленинградом, сложенное известняками ордовикской системы, выделяется как подтаежный «остров» в подзоне южной тайги, а также как наиболее освоенный в сельскохозяйственном отношении ландшафт в Северо-Западной таежной провинции. К этому надо добавить, что для подобных ландшафтов типичны карстовые формы рельефа, бедность поверхностных вод (вплоть до полного отсутствия гидрографической сети), жесткость и повышенная минерализация грунтовых вод.

Примером иного рода могут служить ландшафты, формирующиеся на песчаных аллювиальных или водно-ледниковых равнинах. Пески отличаются хорошей водопроницаемостью, они лучше аэрируются, чем глины и суглинки, весной быстрее подсыхают и прогреваются, так что в условиях избыточного атмосферного увлажнения должны характеризоваться более благоприятным гидротермическим режимом, чем тяжелые грунты. Однако они беднее элементами минерального питания растений. Притом, песчаные отложения обычно приурочены к крупным понижениям рельефа и часто на небольшой глубине подстилаются водоупорными породами (мореной, лен-точными глинами, дочетвертичными отложениями), грунтовые воды лежат здесь неглубоко, отток влаги затруднен. Поэтому на песчаных равнинах тайги и подтайги создаются благоприятные условия заболачивания, а на дренированных участках господствуют леса из сосны обыкновенной, менее требовательной к минеральному богатству субстрата, чем темнохвойные породы. Пески служат проводниками к югу, в пределы лесостепи, ландшафтов таежного облика - по песчаным террасам рек Суры, Цны, Воронежа.

В зоне пустынь на фоне крайнего дефицита влаги массивы эоловых песков, если они не нарушены интенсивным выпасом скотая выделяются наиболее развитым растительным покровом (в частности, для среднеазиатских пустынь типичны заросли саксаула). Это объясняется тем, что в песках на глубине 2-5 м образуется влажный конденсационный горизонт пресной воды (в результате испарения глубоких грунтовых вод).

Пестрота ландшафтов гор в большой степени обусловлена разнообразием горных пород в связи с геологическими структурами к которым они приурочены. Важное значение имеют условия залегания пород, их минералогический состав, устойчивость к выветриванию, трещиноватость, растворимость и другие свойства. Главная гряда Крымских гор в нижней части сложена глинистыми сланцами и песчаниками таврической свиты (нижняя юра - верхний триас), а в верхней - коралловыми известняками верхней юры. Первым соответствует низкогорный ярус, а вторым - среднегорный. Известняки слагают выровненную поверхность гряды (яйлу), круто обрывающуюся в сторону побережья Черного моря. Вследствие трещиноватости и легкой растворимости известняков атмосферные осадки уходят вглубь, образуя карстовые формы. Поверхность яйлы безводна и безлесна. Глинистые сланцы в естественных условиях облесены. Они легко разрушаются и образуют мягкие склоны, для которых очень характерны оползни. Благодаря водоупорности сланцев на линии их контакта с известняками выклиниваются подземные воды, дающие начало многочисленным источникам. Таким образом, линия, разделяющая выходы таврической свиты и верхнеюрских известняков, служит важной физико-географической границей, по обе стороны которой формируются разные ландшафты.

В своем воздействии на ландшафтную дифференциацию структурно-петрографические факторы неотделимы от роли гипсометрического положения, ориентировки крупных форм рельефа и других орографических особенностей. Все эти элементы строения и форм твердой поверхности тесно взаимообусловлены, они имеют бесспорно азональную природу и являются лишь частными признаками единого целого - морфоструктуры.

Под морфоструктурами понимают крупные неровности земной поверхности, созданные эндогенными (т.е. азональными) процессами, а следовательно, непосредственно связанные со строением земной коры. Различаются морфоструктуры разных порядков. Самые крупные, называемые геотектурами, соответствуют крупнейшим структурным элементам земной коры (материки, океанические впадины, срединно-океанические хребты и т.п.). К морфоструктурам более низкого порядка относятся платформенные равнины и плоскогорья, горные сооружения орогенических зон. Следующий уровень представлен отдельными возвышенностями и низменностями в пределах платформенных равнин, глыбовыми массивами или складчатыми хребтами, межгорными впадинами и т.д.

Азональная дифференциация в широком смысле слова по существу обусловлена морфоструктурным планом земной поверхности, В отличие от зональности в ней не наблюдается строго последовательного изменения признаков в каком-либо одном направлении, хотя в размещении крупнейших морфоструктур имеются свои закономерности (их выяснение не входит в задачи ландшафтоведения). Азональные различия в природе земной поверхности более контрастны, чем зональные, они создают более четкие рубежи между геосистемами, и их роль в региональной дифференциации исключительно велика.