ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОГЕННО-КАРБОНАТНЫХ ЛАНДШАФТОВ

Гидрогенно-карбонатные ландшафты в системах ландшафтной дифференциации и интеграции

В отечественной географии XX в. на основе развития идей Л. С. Берга, Г. Ф. Морозова, Н. А. Гвоздецкого, А. А. Григорьева, А. Г Исаченко, С. В. Кале-сника, Ф. Н. Милькова, В. С. Преображенского, Н. А. Солнцева, В. Б. Сочавы, В. А. Дементьева, Г. И. Марцинкевич и других ученых утвердилось представление о ландшафте как природной системе (геосистеме), однородной по происхождению и истории развития, обладающей закономерным сочетанием всех входящих в нее компонентов и определенным строением. Гидрогенно-карбо-натиые ландшафты Белорусского Полесья обладают всеми основными особенностями, которые свойственны географическому ландшафту, - единый генезис, одинаковую геологическую и литологическую основу, специфические черты климата, определяемые их положением вблизи важнейшего климатического рубежа, связанного с переходом соотношения тепла и влаги через единицу. Рельеф и условия увлажнения также характеризуются относительной однородностью, благодаря которой формируются закономерно повторяющиеся ряды местоположений для биотических компонентов. ГКЛ отчетливо отличаются от окружающих их ландшафтов набором более мелких природно-территориальных комплексов (ПТК) - фаций и урочищ.

По мнению [49], представленность в ландшафте различных природных компонентов и присутствие в их составе локальных, более дробных ПТК свидетельствуют об известной разнородности ландшафта. В свою очередь разнородность ландшафтов является необходимой предпосылкой для их дифференциации в вертикальном и горизонтальном измерениях. Согласно [108], в современной физической географии рассматриваются три типа ландшафтной дифференциации, связанной соответственно с ландшафтно-региональными подразделениями, ландшафтными типологическими подразделениями и ландшафтными динамическими сопряжениями (хотя, по мнению многих исследователей, сопряженность - это один из механизмов интеграции в ландшафте). Выделение региональных ландшафтных подразделений основано на принципе разнородности и территориальной целостности геосистем в виде закономерного сочетания определенных комплексов урочищ и местностей; эти комплексы относительно легко типизируются и картографируются. Ландшафтные типологические подразделения выделяются по принципу относительной однородности условий и их повторяемости на разных, порой удаленных друг от друга участках земной поверхности. Как в почвоведении существует понятие о типах, родах и видах почв, в геоморфологии - о типах рельефа, так и в ландшафтоведе-нии выделяются типы, роды и виды ландшафтов. В. Б. Сочава [109] среди геосистем также различает региональные и типологические комплексы, при этом региональные (территориальные) он называет геохорами, а типологические — геомерами. Иными словами, можно говорить о конкретной фации или урочище как о территориальном выделе - геохоре, а можно вести речь и о типе фаций или урочищ - геомере.

Названные виды дифференциации ориентированы на поиск однородности в ландшафтах, что является ключевым критерием в процессе их идентификации. Установка на поиск однородности диктует в свою очередь необходимость принятия положения о дискретности компонентов ландшафта. Сам ландшафт при этом выступает результатом процессов дифференциации, типически повторяющихся на определенной территории. Оба подхода (региональный (индивидуальный) и типологический) являются весьма продуктивными при исследовании ГКЛ: первый - при изучении морфологии данных ландшафтов, второй - при разработке их классификации.

Ландшафтная динамическая сопряженность, определяемая потоками вещества и энергии, заслуживает более детального рассмотрения, так как основной целью исследований при таком подходе является не только (и не столько!) регистрация процессов дифференциации, сколько поиск механизмов и эффектов интеграции. Соответствующие исследования, на наш взгляд, позволяют также раскрыть проблемные моменты, связанные с генезисом ГКЛ, их изменением под действием антропогенных факторов, а также проведением мероприятий по их оперативной идентификации и охране. Известно, что механизмы внутриландшафтных связей между компонентами (в вертикальном строении ландшафта) и его морфологическими единицами - фациями, урочищами — (при его горизонтальном строении) в определяющей степени обусловлены потоками вещества и энергии. Эти механизмы традиционно изучаются геохимией ландшафта. При этом невозможно выявить особенности миграции вещества в ландшафте вне рассмотрения его структурной организации, которая раскрывается через структуру его фациальных рядов, т. е. рядов фаций, связанных однонаправленными процессами переноса вещества в жидком и твердом виде [86]. А. Ю. Ретюм [ПО] также подчеркивает, что основной методологический принцип выделения геосистем состоит в поиске явлений локальной организации материи в поверхностном слое Земли, обусловленных движением вещества и потоками энергии, т. е. на уровне топологических ландшафтных сопряжений.

В то же время в основе геокомплексной парадигмы физической географии находится положение о морфологической однородности и генетическом однообразии условий в пределах геосистем определенного иерархического уровня. От степени однообразия этих условий зависят и возможные формы хозяйственного использования территорий. Конечной целью ландшафтных исследований при этом является, согласно [111], инвентаризация природных условий с рекомендациями по проведению однотипных хозяйственных мероприятий. К примеру, одной из задач ландшафтно-мелиоративных изысканий в Белорусском Полесье являлось выделение и изучение геосистем, однородных по реакции на мелиоративные воздействия, что в свою очередь предопределяло направления их оптимального хозяйственного использования [12].

В то же время необходимо подчеркнуть, что некоторые авторы (например, Н. А. Гвоздецкий [112]) выделяют природные геосистемы не только по принципу однородности, но и пространственной связи физико-географических процессов, динамической сопряженности и функциональной целостности составляющих их частей, объединяемых потоками вещества и энергии.

Вместе с тем все возрастающее воздействие человека на различные компоненты ландшафта актуализирует более сложную проблему рационального природопользования, в которой наряду с оценкой природных ресурсов для целей их последующего использования важная роль принадлежит обеспечению сохранения природных комплексов. При этом обеспечение экологического равновесия в окружающей среде требует реализации природоохранных мероприятий как в отношении территорий, находящихся в «ядрах» типичности, так и расположенных в переходных зонах. Ввиду того что основными носителями и распространителями антропогенных воздействий являются горизонтальные вещественно-энергетические потоки (при подчиненном значении их вертикальных перемещений), комплексные физико-географические исследования должны быть сфокусированы на всестороннее изучение геосистем, образованных латеральными геопотоками. Подобные системы обладают взаимной функциональной соподчиненностыо и векторной плановой структурой [113]. При этом формы сопряжения ландшафтных подразделений могут быть разными как по рангу сопряженных выделов (фаций, урочищ, местностей), так и по природе связывающих процессов (к примеру, сопряженность фаций на склоне за счет нисходящего тока воды) [125]. Такие геосистемы с однонаправленно нарастающими свойствами Д. Л. Арманд характеризовал как «переменные» ландшафты [114], М. А. Глазовская [86] назвала элементы такой организации ландшафтно-геохимическими звеньями, Ф. Н. Мильков [115] - парагенетиче-скими комплексами (ПГК). В основе обособления ПГК лежат такие критерии, как общий генезис, смежность, интенсивный взаимный обмен веществом на основе контрастности [116]. Главное в организации парагенетических комплексов - их функциональная целостность, связанная с потоками вещества и энергии в процессе их перераспределения по элементам рельефа.

Сопряженные ПГК включают в себя не только собственно склоновый тип местности, но и частично окраину плакора, а также прилегающие к подножию склона участки краевых зон депрессий. В таком понимании ПГК весьма близки мезокомплексам Л. Г. Раменского [117], под которыми он понимал смежные генетически однородные природные участки, связанные между собой взаимодействием водных масс, движением солей и т. д.

Согласно [113], в ПГК целесообразно объединять не только наземные ландшафты, но и соседствующие друг с другом территории и акватории, например, сопряжения наземных, водных и переходных участков вдоль береговой полосы любого водоема. При этом огромное системообразующее значение приобретает резко выраженная контрастность трех контактирующих между собой природных сред: минеральной, водной и воздушной. Еще В. П. Семенов-Тян-Шанский отмечал, что «... наиболее интенсивные географические явления происходят как раз в местах смены их общих направлений на поворотах и изломах, равно как и в местах соприкосновения различных сред, по направлениям этого соприкосновения» [118, с. 58]. В настоящее время положение о неразрывной парагенетической связи прибрежных наземных, береговых (смешанных) и литоральных природных комплексах является общепризнанным.

При анализе ПГК предпочтение отдается латеральным геопотокам, потому что именно они осуществляют межкомплексные ландшафтные связи. Системообразующая роль латеральных геопотоков обусловлена тем, что они отличаются значительным постоянством, устойчивостью и длительностью своего существования. В результате, как указывалось, развиваются векторные ландшафтные структуры, что в свою очередь повышает общую чувствительность системы к внешнему воздействию [113]. Это обстоятельство имеет важное значение в корректном выборе объектов при организации системы мониторинга экосистем, видов и популяций.

ПГК правомерно рассматривать также и в качестве географических экотонов. Понятие «экотон» широко используется в ландшафтных исследованиях и обозначает «переходную полосу между смежными ландшафтными комплексами, характеризующуюся повышенной интенсивностью обмена между ними веществом и энергией, разнообразием экологических условий и, как следствие, высокой концентрацией органической жизни» [119]. Биогеографическим выражением интенсификации процессов энерго- и массообмена в экотонах является то, что последние становятся «естественными концентраторами природного разнообразия территории» [120], в том числе и таксономического [121]. Экотоны также выполняют функцию рефугиумов для ряда видов организмов [122]. Кроме того, эти явления сопровождаются образованием комплексности различного иерархического ранга - от микрокомплексности до островного характера расположения фрагментов природных зон в полосах их контакта, т. е. в подзонах [123].

Ландшафтные экотоны формируются в сферах латерального взаимодействия геосистем и являются следствием горизонтальной контрастности различных природных сред и покровов. Среди рубежей горизонтальной контрастности выделяются орографические, петрографические, береговые, фитогенные и др. [116]. Необходимо также отметить, что в пределах переходных территорий, расположенных вблизи зональных границ (например, юг лесной зоны-лесостепь) напряженность природных взаимодействий на экотонах топологического уровня существенно возрастает. В результате здесь наблюдается повышение роли топологических факторов до уровня зонально-региональных - это характерная черта периферии природной зоны и данное обстоятельство также следует учитывать в системах мониторинга окружающей среды.

Линейным выражением орографического геоэкотона и примером векторной структуры является ландшафтная катена [113]. В настоящее время в науках о Земле катеной называют обусловленное определенными латеральнодействующими процессами моновекторное соединение сообщающихся геопотоков в закономерный ряд [124]. Используемый в ландшафтоведении термин «ландшафтная катена» [125] - ряд сменяющих друг друга от водораздела к подножию склона морфологических единиц ландшафта [113, 126]. Поскольку около 80% суши состоит из склонов различной крутизны [127], то катена -одна из наиболее распространенных форм организации ландшафтов. Понятие «катена» было введено в научный обиход Милном [128] для обозначения сопряженного по рельефу ряда почв, различия между которыми связаны с различиями высотного уровня и уклона, определяющими дренаж. Милн рассматривал катену в разных аспектах: почвенно-гидрологическом (дренаж), почвенно-геохимическом (перенос твердого и растворимого вещества), почвенно-географическом и др. В работе [129] подчеркивается, что при изучении катены нужно рассматривать: а) форму - изменение почвенных свойств вниз по склону; б) процесс - агенты, вызывающие изменение свойств; в) эволюцию - необратимое изменение формы во времени. К структуре катены относится только первый аспект; анализ формы должен основываться на изучении отдельных генетических горизонтов - наличие горизонта по всей катене или его выклинивание, характер изменения его основных свойств. Результаты подобного анализа позволяют выделять разные секторы катены: однородные, промежуточные, где горизонты меняются по свойствам и мощности, и участки резких изменений, в пределах которых на коротких отрезках горизонты выклиниваются или сильно изменяются, появляются новые горизонты.

Согласно [130], катена формируется процессами двух категорий: вертикальным и латеральным перемещением влаги и вещества. Соответственно различаются почвообразующие процессы на месте и специфические склоновые процессы. При этом первые становятся более важными при формировании катены на хорошо водопроницаемых породах [129].

Важный вклад в теорию катены был внесен геохимией ландшафта, прежде всего путем развития представлений Б. Б. Полынова [131] о трех звеньях ландшафтно-геохимической системы сопряжений на земной поверхности: элювиальном (или автономном - по А. И. Перельману [11]), супераквальном (надводном) и субаквалыюм (подводном). К автономным ландшафтам относятся поверхности плакоров (водоразделов) с глубоким залеганием грунтовых вод. В понижениях рельефа образуются подчиненные - супераквальные и субакваль-ные элементарные ландшафты, в которые с водоразделов сносятся продукты почвообразования и выветривания. Упорядоченные в пространстве в соответствии с рельефом сочетания элементарных ландшафтов от элювиальных к супераквальным и располагающиеся в пределах исходно литологически однородной территории и генетически связанные потоками растворенных и взвешенных веществ, Б. Б. Полынов назвал ландшафтным блоком или геохимическим ландшафтом [131]. В настоящее время такие геохимические сопряжения элементарных ландшафтов принято называть каскадными ландшафтно-геохимическими системами (КЛГС) [132]. Трудами Б. Б. Полынова и его учеников [131, 133, 134] было убедительно показано, что системообразующую роль в сопряженных почвах и ландшафтах играют потоки вещества и энергии, миграция химических элементов.

С целью более точной характеристики положения ландшафта в определенных условиях рельефа и водного режима, выявления особенностей выноса и привноса веществ в ландшафт М. А. Глазовская дифференцировала группы ландшафтов, выделенных Б. Б. Полыновым. По типам геохимических сопряжений в группе элювиальных ландшафтов ею выделены собственно элювиальные, трансэлювиальные (верхних частей склонов), элювиально-аккумулятивные (нижних частей склонов и сухих ложбин) и аккумулятивно-элювиальные (местные депрессии с глубоким уровнем грунтовых вод). Супераквальные ландшафты поделены на транссупераквальные (трансгидроморфные) и супераквальные (гидроморфные - замкнутых понижений со слабым водообменом), а субаквальные - на трансаквальиые (проточные водоемы) и аквальиые (непроточные водоемы) [135]. Как видим, отличия схемы М. А. Глазовской от классической схемы Б. Б. Полынова заключаются в выделении групп ландшафтов, формирующихся в транзитных условиях и определяющих возможность одновременного привноса в ландшафт веществ в твердом и жидком состояниях, удаления из него других, более легко подвижных в данных условиях элементов, и транзит третьих.

В полесьях с их низкими плакоровидными водоразделами на общем фоне практически бессточных депрессий сопряженность ландшафтов выражена значительно слабее, отдельные звенья сопряжений могут отсутствовать (неполное сопряжение - по А. И. Перельману [5]). К примеру, трансаквальиые комплексы рек и ручьев здесь чаще всего заменены полубессточными заболоченными понижениями, ложбинами, западинами. Нередко отсутствуют и типичные для автоморфных плакоров автономные элювиальные ПТК, так как близкий к поверхности уровень грунтовых вод часто лишает автономности и ПТК локальных повышений [126].

Вместе с тем в условиях Белорусского Полесья, где, как правило, наблюдаются незначительные колебания относительных высот, выраженная однородность литогенной основы достаточно широко представлены ПТК, базовым свойством почвенно-геохимической, фитобиотической и других компонент которых является гетерогенность. Они представляют собой сочетания низинных (часто заторфованных) участков с низкими суходолами (плакоровидиые территории), почвы которых содержат генерации карбонатных отложений; такие ПТК названы нами депрессионно-карбонатными (ДКК) [136]. Системообразу ющими ядрами при этом выступают гидрогенно-карбонатные ландшафты, в основе выделения которых также лежит известная полыновская схема ландшафтных сопряжений. Б. Б. Полыиов [131] подчеркивал, что его схема применима к любому таксономическому уровню организации биосферы, главное, чтобы геоморфологический каркас рассматриваемой территории обладал достаточно выраженными векторными свойствами.

Реально выделяемые нами ПТК, идентифицируемые в качестве ГКЛ, не являются однородными и однотипными по свойствам слагающих их компонентов и участков. Вместе с тем они обладают известной однородностью, поскольку их возникновение и развитие связано с общими на всем их пространстве процессами объединения, обусловленными прежде всего общим генезисом. Поэтому роль генезиса в ландшафтном синтезе чрезвычайно важна и в отношении ГКЛ потребовала известной детализации. Как будет показано нами в главе 3, происхождение специфической структуры ГКЛ связано прежде всего со стадийным развитием ландшафтов от субаквальных условий через суперак-вальное состояние к современному неоэлювиальному положению. Изменение градиентов глубины в субаквальный период развития, что обусловило латерально-дифференцированный седиментогенез карбонатных отложений, сменилось убывавшим от центра повышений к периферии градиентом гидроморфности в супераквальную фазу, в ходе которой наблюдалась различная интенсивность формирования вторичных карбонатов выпотного генезиса. Сформированные таким образом серии карбонатных отложений можно, на наш взгляд, рассматривать как пример латерального карбонатонакопления в ландшафте.

В результате в пределах ГКЛ довольно четко проявляется латеральная геохимическая и фитобиотическая поляризация: на элювиальных участках доминируют Са-фации, на другом полюсе при переходе к супераквальным позициям низинных болот - фации H-Fe ряда (реже - H-Ca-Fe). Промежуточную позицию занимают склоновые фации, выполняющие роль катенарного микроэкотона. При этом верхние ступени ландшафтных катен обычно заняты эдафи-ческими вариантами широколиственных лесов или паркового типа разреженными березняками разнотравными (с участками остепненных лугов), транзитные позиции - преимущественно свидиново-жостеровыми сообществами, сменяемыми по периферии, как правило, черноольшанниками папоротниковыми и крапивными.

ГКЛ, в особенности их краевые зоны, относятся к числу парагенетических образований. Как будет показано ниже, сложная структура ГКЛ, разнообразные межкомпонентные и межэлементные связи и отношения, различные и пересекающиеся градиенты затрудняют выявление в их пределах ареалов типичности. Довольно однозначно можно выделить центральные или узловые участки, а также периферийные и пересекающиеся полосы (зоны). Первые в той или иной степени представляют собой фоновое поле или определенную таксономическую «норму», которая может быть выделена по принципу относительной однородности и взаимосвязанности компонентов. В качестве такой нормы можно рассматривать задаваемые свойства и явления (геохимические, биотические и прочие) и найти в их пространственном распределении ареалы однородности.

Появление характерных различий, нарастание градиентов в слоях отдельных компонентов (например, почвах) свидетельствует о начале периферийной зоны, которая затем сменяется зоной с пересекающимися структурами двух соседних НТК (повышений и депрессий). Подобные явления обычно развиваются как смена геосистем по рельефу и могут наблюдаться на разных иерархических уровнях. При этом рельеф в данном случае выступает и как фактор дифференциации, т. е. известной дискретизации природных комплексов, и как фактор их интеграции в единое континуальное поле. При этом оба этих процесса ни в коем случае не должны противопоставляться - они выступают в диалектическом единстве, так же как и понятия о дифференциации и интеграции [137]. Только такой подход позволяет рассматривать ГКЛ как системы, в структуре которых наряду с составными частями (природными компонентами и морфологическими единицами) рассматриваются и взаимосвязи (процессы переноса вещества между природными компонентами, морфологическими единицами и между ПТК и внешней средой). Представление о структуре ГКЛ как сочетании составных частей и выявляемых взаимосвязей позволяет изучать эти системы как целостные образования, т. е. комплексно.

Изучение ГКЛ нами осуществлялось в масштабе субрегионального и по преимуществу топологического уровня. Известно, что при переходе от регионального к топологическому уровню роль общегеографических факторов (климат, геологическая основа) в строении и упорядочении ландшафтов уменьшается, а экологических возрастает [138]. В этой связи при исследовании пространственного распределения и организации ГКЛ продуктивным, на наш взгляд, является применение двух основных категорий экологического пространства, предложенных в работе [9] и соответствующих двум из трех известных [139] аспектов экологических ниш, вполне допустимых к применению в ландшафтной экологии [140]: 1) территориального (геокомплексного, полисистемного) и 2) параметрического или ресурсного (геокомпонентного, моносистемного). При этом первый - пространственный аспект близок к понятию местообитание и так или иначе сводится к типу местоположения, а второй - ресурсный определяется положением объекта относительно градиентов того или иного вещественно-энергетического фактора (например, влажности, карбонатности почв и т. д.). При этом говоря об организации геопространства на топологическом уровне (или об экологических нишах ландшафтных систем по [9]), имеется ввиду в первую очередь территориальное распределение и соотношение фитобиотических блоков, так как растительные сообщества и слагающие их виды, а также почвы служат наиболее точным индикатором экологических условий ландшафтов. Пространственный аспект в исследованиях превалировал при определении особенностей территориального распределения ареалов

ГКЛ в субрегиональном масштабе, а также при выделении разноранговых биоцентров флоры в границах ГКЛ (по сути - это пространственное представление флористического богатства, выявление которого имеет исключительно важное значение при организации территориальной охраны репрезентативных и уникальных участков природы). Ресурсный аспект являлся основополагающим в процессе выявления экологических «координат» популяций, видов и сообществ.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >