Топологическая дифференциация и элементарный природный территориальный комплекс

Последовательно анализируя территориальную дифференциа­цию ландшафтной сферы, мы подходим к некоторому рубежу, за которым дальнейшие физико-географические различия уже не­возможно объяснить действием всеобщих зональных и азональ­ных факторов. А между тем такие различия, прослеживаемые в пределах сотен и даже десятков метров, могут иметь более кон­трастный характер, чем на рубеже двух соседних ландшафтных зон или секторов. В одних и тех же зональных условиях и в преде­лах одной и той же морфоструктуры соседствуют сухие дюнные гряды, покрытые сосновыми борами, и болотные массивы или барханы, солончаки и тугайные заросли. Очевидно, здесь мы стал­киваемся с принципиально иным топологическим, или локальным, типом географической дифференциации, не связанным ни с ши-ротно-зональным распределением солнечного тепла, ни с конти-нентально-океаническим переносом воздушных масс, ни с мор-фоструктурами.

Принципиальные различия между региональной и топологи­ческой дифференциацией, внешне выражаемые в неодинаковых пространственных масштабах их проявления, имеют более глубо­кую, генетическую сущность. Если обособление территориальных единиц регионального уровня определяется причинами астроно­мического и планетарного (теллурического) характера, внешни­ми по отношению к ландшафтной сфере, то в основе топологи­ческой мозаики лежат внутренние географические причины. Для понимания этих различий важное значение имеет представление о ландшафте как узловой ступени в иерархии природных террито­риальных комплексов, или геосистем. Завершая систему зональ­но-азональных физико-географических регионов, ландшафт слу­жит точкой отсчета для анализа топологических закономернос­тей, которые в ландшафтоведении не случайно часто принято именовать внутриландшафтными и относить к морфологии ланд­шафта.

Топологическую дифференциацию можно рассматривать как следствие функционирования и развития ландшафта, действия присущих ему внутренних процессов, в особенности так называе­мых экзогенных геоморфологических — эрозионной и аккумуля­тивной деятельности текучих вод, работы ветра и др., — а также жизнедеятельности организмов и их взаимодействия с абиотиче­скими компонентами ландшафта. Экзогенные геоморфологические процессы формируют скульптуру земной поверхности, создавая множество разнообразных форм мезо- и микрорельефа, или мор-фоскульптур, и в конечном счете — элементарных участков зем­ной поверхности, или местоположений. Понятие местоположение

имеет фундаментальное значение для теории топологической диф­ференциации. Оно содержит в себе идею об однородных участках земной поверхности и их взаимном расположении. Всякое место­положение приурочено к простейшему элементу рельефа и зани­мает определенное место*в сопряженном топологическом ряду местоположений на орографическом профиле. Таковы вершины и подножия гряд и холмов, склоны различной формы, крутизны, экспозиции и относительной высоты, плоские участки водораз­делов, террас, днища западин и т.п.

Важнейшая географическая функция местоположений состоит в том, что они трансформируют региональные потоки энергии и вещества и обусловливают локальное перераспределение солнеч­ного тепла, влаги и минеральных веществ. В таежной зоне разница в количестве годовых сумм прямой солнечной радиации, поступа­ющей на южные и северные склоны, может превышать 20 ккал/см² (более 800 МДж/м²); дневные температуры на северных склонах холмов или долин бывают на несколько градусов Цельсия ниже, чем на южных, и чем круче склон, тем больше разница. Впадины, как правило, холоднее, чем склоны, из-за стекания и застаива­ния холодного воздуха. Склоновый сток атмосферных осадков слу­жит одним из главных факторов локальной пестроты условий ув­лажнения. 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. В локаль­ном перераспределении минеральных элементов различаются два аспекта: 1) механический перенос твердого материала по скло­нам под действием силы тяжести (в том числе в виде твердого стока); 2) водная миграция химических элементов в сопряжен­ных местоположениях. Процессы выноса элементов из одних мес­тоположений, транспортировки в других, аккумуляции в третьих и происходящие при этом реакции служат предметом особой на­учной отрасли — геохимии ландшафтов.

Многообразие местоположений и их системообразующих функ­ций вызвало необходимость их систематизации. Эта проблема су­ществует в науке уже почти столетие. Можно считать, что ее разработке положил начало Г.Н.Высоцкий в 1906 г. Сложились два подхода к этой проблеме, назовем их условно функциональ­ным и морфологическим. Первый из них, имеющий большую дав­ность, основан на оценке роли местоположения в формировании водного режима и условий геохимической миграции. Главным клас­сификационным признаком служит положение элементарного участка земной поверхности в топологическом ряду, т.е. в ряду гравитационного, гидрологического, геохимического и экологи­ческого сопряжения местоположений по рельефу, а следователь­но, в системе латеральных вещественно-энергетических потоков.

В типичныгх равнинный условиях можно различать две главные группы местоположений. В географической литературе они извес­тны под разными!терминами. Местоположения первой группы Г. Н. Высоцкий назвал плакорными, им соответствуют верховые местоположения Л. Г. Раменского и элювиальные Б. Б. Полынова. Это приподнятые водораздельные поверхности с небольшими укло­нами, глубоким залеганием грунтовых вод, преобладанием атмос­ферного увлажнения и выноса минеральных элементов. Вторую группу образуют низинные местоположения, по Л. Г. Раменскому, или супераквалъные, по Б. Б. Полынову, — слабосточные пониже­ния с близким уровнем грунтовых вод, с дополнительным вод­ным, а отчасти также минеральным питанием за счет переноса с вышележащих местоположений; в гумидных условиях типично заболачивание, в аридных — засоление.

Между этими двумя группами существуют различные переход­ные местоположения, которые М. А. Глазовская делит на: а) транс­элювиальные — верхние, относительно крутые (не менее 2— 3°) склоны, питаемые в основном атмосферными осадками, с ин­тенсивным стоком и плоскостным смывом и значительными мик­роклиматическими различиями в зависимости от экспозиции скло­нов; б) трансаккумулятивные — нижние части склонов и подно­жия с обильным увлажнением за счет стекания сверху натечных вод, нередко с отложением делювия. Кроме перечисленных ос­новных групп местоположений можно назвать ряд других. Среди плакоров нередко встречаются бессточные или полубессточные водораздельные понижения — верховые западины с дополнитель­ным водным питанием за счет натечных вод, и проточные водо­сборные понижения и лощины со свободным стоком. У подножий склонов в местах выхода грунтовых вод часто образуются ключе­вые, или фонтинальные, местоположения с проточным увлажне­нием и обычно с дополнительным минеральным питанием за счет элементов, содержащихся в грунтовых водах. Особо следует выде­лить группу пойменных местоположений, характеризующихся ре­гулярным, преимущественно проточным затоплением и, следо­вательно, переменным водным режимом. Мы не будем касаться местоположений, связанных с внутренними водоемами, т. е. дон­ных, или субаквальных, являющихся конечным звеном локаль­ной миграции химических элементов.

Морфологический подход к диагностике и систематизации местоположений, основанный на формализации их геометриче­ских параметров, предложен А. Н. Ласточкиным. Этот подход сле­дует рассматривать не как альтернативу функциональному, а ско­рее как дополнение к нему.

Система местоположений, специфическая для каждого ланд­шафта, служит для него своего рода остовом, или каркасом. Но для того, чтобы этот каркас выполнял географические функции,

он должен иметь содержательное наполнение, в котором перво­степенную роль играет минеральный субстрат. Формы земной по­верхности в совокупности со слагающими их горными породами образуют, по выражению Р.И.Аболина, литогенную основу ланд­шафта. Топологическая трансформация потоков тепла и влаги су­щественно зависит не только от типа местоположений, но и от их вещественного состава. В результате взаимодействия литогенной основы с приходящими водно-тепловыми потоками каждое мес­тоположение характеризуется своим водно-тепловым режимом и условиями минерального питания растений. Отсюда данному мес­тоположению должно соответствовать определенное сочетание экологических условий жизни организмов — местообитание, или экотоп. 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 выше. Особенно большие локальные контрасты в биоте связаны с пере­распределением влаги по местоположениям.

Было бы однако неверно рассматривать биоценоз как пассив­ное отражение условий местообитания. Растительности принадле­жит важная системообразующая роль как активному началу, спо­собному трансформировать абиотические воздействия и создавать внутреннюю среду. В этом отношении наиболее выделяются лес­ные сообщества. Соотношения между сообществами крайне под­вижны во времени. При этом они вступают в сложные конкурен­тные взаимоотношения между собой, что может привести к их пространственной смене без изменения местоположений. Приме­ром может служить заболачивание таежных лесов, основным фак­тором которого служит мопщый влагоемкий моховой покров. Дру­гой пример — зарастание озер и образование торфяников. В каче­стве фактора территориальной дифференциации на топологичес­ком уровне могут выступать и животные. В степях выбросы из нор грызунов образуют бугры высотой до 0,5 м и диаметром до 5 — 10 м, а просадки над брошенными норами ведут к формирова­нию западин, что приводит к мозаичности почвенно-раститель-ного покрова.

В результате взаимодействия биоценоза с абиотическими при­родными компонентами конкретного местоположения формиру­ется элементарный природный территориальный комплекс, за которым закрепилось предложенное Л. С. Бергом в 1945 г. наиме­нование фация. Надо заметить, что у этого термина имеется нема­ло синонимов, в том числе введенные еще в 20-е гг. XX в. микро­ландшафт и элементарный ландшафт, а также термин В.Н.Сука­чева биогеоценоз (хотя некоторые специалисты оспаривали тожде-

212 ство биогеоценоза и фации). Фация рассматривается как предель­ная (наинизшая) географически неделимая территориальная ка­тегория, как элементарная геосистема и морфологическая едини­ца ландшафта. Теоретически в границах фации должны совмещаться элементарные территориальные подразделения всех природных компонентов. Однако это принципиально верное положение нельзя толковать формально как абсолютно точное совмещение всех при­родных границ. Ожидать буквально полного совмещения, как пра­вило, невозможно уже в силу естественной размытости границ одних компонентов (в особенности микроклимата), изменчивости во времени других (биоценоза), а также вероятностного характера их взаимосвязей.