 |
Свободные поля и проблема динамики в физической географии
|
|
|
|
Определение свободного поля. Поле — слово с широким смысловым значением. В. Даль приводит до 10 его толкований. Свое содержание в понятие поля вкладывают математики и физики. Геоботаники обосновывают существование фитогенного поля [Уранов A. A., L965J. Недавно введено понятие географического поля [Альвин Л. М., 1966; Арманд А. Д., 1976; Гуревич Б. Л., Саушкин Ю. Г., 1966], но однозначного определения его в литературе нет. С точки зрения автора, географическое поле есть динамический ареал, область активного воздействия изучаемого объекта (у ландшафтоведов — комплекса) на окружающую среду.
В целом для наземных ландшафтов с развитым биостромом характерны хорошо сформировавшиеся комплексы, находящиеся в замедленной (эволюционной) фазе развития. Им свойственны закрытые, или
Географическая зональность
А так как все названные стихии, вода, земля, огонь (тепло и свет) воздух, а равно растительный и животный миры, благодаря астрономическому положению, форме и вращению нашей планеты вокруг ее оси, несут на своем общем характере явные, резкие и неизгладимые черты закона мировой зональности, то не только вполне попятно, но и совершенно неизбежно, что и в географическом распространении этих вековечных почвообразователей как по-широте, так и по долготе, должны наблюдаться постоянные, и, в сущности, всем и каждому известные, строго закономерные, изменения, особенно резко выраженные с севера на юг, в природе стран полярных, умеренных, экваториальных и пр.
В. В. Докучаев
ПРИРОДНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ
И ЕЕ ЛАНДШАФТНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
Из истории вопроса
Природная зональность — одна из наиболее ранних закономерностей в науке, представления о которой углублялись,и совершенствовались одновременно с развитием географии. Зональность, наличие природных поясов, на известной к тому времени Ойкумене находили греческие ученые V в. до н. э., в частности Геродот (485—425 гг. до н. э.). Эвдоникс из Книда (400—347 гг. до н. э.) различал пять зон: тропическую, две умеренные и две полярные. А несколько позже римский философ и географ Посидоиий (135—:51 гг. до я. э.) еще более развернул учение о природных поясах, отличающихся один от другого климатом, растительностью, гидрографией, особенностями состава и занятий населения. «У Посидония, — пишет А. Г. Исаченко (1971 а, с. 64), — учение о зонах приобрело в известном смысле гипертрофированную форму». Действительно, широта местности у него оказывает влияние не только на растения, животных, народы, но и на «вызревание» драгоценных камней. Поэтому трудно согласиться с Н. Д. Добриной (1975, с. 12), чтобы первоначальный период в развитии учения о зональности (с древнейших времен и до середины XVIII в.) именовать как -простое «Выделение тепловых поясов по астрономическим данным». Более справедливо утверждение А. Б. Дитмара и Г. А. Черновой (1967, с. 132): «Идея широтной природной зональности, выдвинутая и развитая античными учеными, явилась крупным достижением античной географии».
|
|
|
Велик вклад,в учение о природной зональности немецкого естествоиспытателя А. Гумбольдта. О Гумбольдте ученом существует большая литература. Но, пожалуй, лучше других о нем сказано у А. А. Григорьева (1929, с. 3): -«Главной особенностью его работ было то, что он каждое явление природы (а часто и человеческой жизни) рассматривал как часть единого целого, связанную с остальной средой цепью причинных зависимостей; не менее важно было и то, что он впервые применил сравнительный метод и, описывая то «ли иное явление изучаемой им страны, стремился проследить, какие формы оно принимает в других аналогичных частях земного шара. Эти идеи, наиболее плодотворные из всех когда-либо высказывавшихся географами, легли в основу современного страноведения и, вместе с тем, привели самого Гумбольдта к установлению климатических и растительных зон, как горизонтальных (на равнинах), так и вертикальных (в горах), к выявлению различий между климатическими условиями западных и восточных частей первых из них и ко многим другим весьма важным выводам».
|
|
|
Зоны А. Гумбольдта — биоклиматические по своему содержанию. Наиболее полно его взгляды о зональности отражены в книге «География растений» [Гумбольдт А., 1936], благодаря чему он заслуженно считается одним из основоположников одноименной науки.
Зональный принцип был использован уже в ранний период физико-географического районирования России, относящийся -ко второй половине XVIII — началу XIX столетия. Имеются в виду географические описания России А. Ф. Бишмнга, С. И. Плещеева и Е. Ф. ЗябловскО'Го [Мильков Ф. Н., 1966]. Зоны этих авторов имели комплексный, природнохозяиственныи характер, но вследствие ограниченности знаний были крайне схематичными. Достаточно сказать, что границы трех-четырех зон, выделявшихся 'ими на территории России, проводились по градусам географической широты.
Современные представления о географической зональности основываются на трудах В. В. Докучаева. Главные положения о зональности как всеобщем законе природы были сформулированы дам в сжатом виде в самом конце XIX столетия. Зональность, по В. В. Докучаеву, проявляется на всех компонентах природы, в горах и на равнинах. Свое конкретное выражение она находит в естественноисторических зонах, при изучении которых в центре внимания должны стоять грунты и почвы — «зеркало, яркое и вполне правдивое отражение» [Докучаев 'В. В., 1899, с. 6] взаимодействующих компонентов природы. Широкому признанию взглядов В. В. Докучаев;а во многом способствовали труды его многочисленных учеников — Н. М. Сибирцева, К. Д. Глинки, А. Н. Краснова, Г. И. Танфильева и др.
Дальнейшие успехи в развитии природной зональности связаны с именами Л. С. Берга и А. А. Григорьева. После капитальных трудов Л. С. Берга (1947а, 1952) зоны как ландшафтные комплексы стали общепризнанной географической реальностью; без анализа их не обходится ни одно страноведческое исследование; они вошли в понятийный аппарат далеких от географии наук. В 30-х гг. на некоторых географических факультетах учебный курс физической географии СССР строился в форме развернутого обзора природных зон, выделенных и описанных Л. С. Бергом *.
|
|
|
· Будучи студентом географического факультета Московского областного педагогического института, такой зональный курс физической географии СССР я слушал в 1936—Ш37 гг. у проф. И. М. Иванова. Современные программы курса физической географии СССР 'в университетах и педагогических институтах отошли от зональности как стержневой проблемы всего учебного курса. А напрасно. Идея зональности, использованная для анализа такой обширной территории, превращает страноведческий курс в подлинную науку.
А. А. Григорьеву принадлежат теоретические изыскания о причинах и факторах географической зональности. Полученные.выводы он кратко формулирует 'Следующим образом: «В основе изменений строения и •развития географической среды (суши) по поясам, зонам и подзонам лежат прежде всего изменения количества тепла как важнейшего энергетического фактора, количества влага, соотношения количества тепла и количества влаги» [Григорьев А. А., 1954, с. 18]. Большая работа выполнена А. А. Григорьевым (1970) по характеристике природы основных географических поясов суши. В центре этих во многом оригинальных характеристик — физико-географические процессы, определяющие ландшафты поясов и зон.
Отдельные стороны учения о природной зональности служили предметом изучения в работах А. Д. Го-жева, П. С. Макеева, Г. Д. Рихтера, К. К. Маркова, М. И. Будыко, А. М. Рябчиков а, Е. Н. Лукашовой, Д. В. Богданова.
Зона — слово греческого происхождения; в русском языке оно означает «пояс, полоса, пространство между какими-н. двумя линиями... В палеонтологии и геологии — пласт, слой» [Ушаков Д. Н., 1935, с. 1115]. Уже самое общее знакомство с зональностью в природе позволяет утверждать, что она — важнейшее свойство, выражение упорядоченности структуры ландшафтной сферы Земли.
|
|
|
Конкретные проявления зональности исключительно разнообразны я обнаруживаются как в физико-географических, так и в экономико-географических объектах [Родоман Б. Б., 1968]. Ниже речь пойдет только о природной (физико-географической) зональности. Она в свою очередь распадается на два класса — компонентную зональность и ландшафтную зональность.
Установление компонентной зональности предшествовало ландшафтной. Концепция ландшафтной зональности покоится на разработках климатической, почвенной и растительной зональности. Большие достижения в развитии компонентной зональности общеизвестны. Здесь хотелось бы подчеркнуть, что ландшафтная зональность не повторяет, а критически использует на новом, комплексном уровне выводы, полученные климатологами, почвоведами, геоботаниками,
зоогеографами, гидрологами о компонентной зональности. И дело не только в том, что зональные ландшафтные выдел ы (зоны, пояса) не всегда территориально совпадают с аналогичными подразделениями отраслевиков, а в их ином содержании.
Ландшафтная зональность
В зависимости от определяющего фактора следует различить пять типов ландшафтной зональности: широтную, гидротермическую, орогенетическую, парадина-мическую, вертикальную.
Ш и р о т н а я з о н а л ь н о с т ь. В основе ее лежит нарастание солнечной радиации от высоких широт к иязким. В конечном счете солнечная радиация определяет тепловые ресурсы в ландшафтах. Установлена закономерная связь между радиационными условиями я суммами средних суточных температур выше 10°: последние в 100 раз превышают величины радиационного баланса, выраженного в килокалориях на 1 см2 за год [Григорьев А. А., Будыко М. И., 1961]. Широтная зональность — глобальная и наиболее универсальная зональность, сказывающаяся буквально на всех компонентах ландшафта. Однако степень ее проявления в разных компонентах ландшафта неодинакова и распределяется по убывающей в таком порядке: климат — р астительность — животный мир — почвы — поверхностные воды — грунтовые воды—рельеф (морфоскульпту-ра) —грунты (литогенез). Широтная зональность обусловливает формирование географических поясов.
Географические пояса как высшие зональные подразделения первоначально ограничивали пределами суши. Еще два десятилетия назад в «Физико-географическом атласе мира» (1964) авторы содержательной карты «Типы природных ландшафтов суши» не решились границы географических поясов продолжить на акватории океанов *. Но это было сделано через несколько лет в учебном пособии К. К. Маркова, О. П. Добродеева, Ю. Г. Симонова, И. А. Суетовой (1973,
|
|
|
* Пишу: не решились, так как идея о единых для суши и океанов географических поясах к тому времени не была совершенно новой, а Д. В. Богдановым (1961) даже составлена карта «природных зон» (в действительности, поясов) океана, аналогичных поясам суши.
с. 95): «Буквально все географические пояса имеют и в ^океане свой собственный облик. Экваториальный, тропический ('пассаты), субтропический, умеренный антарктический поясы в океане так же неповторимы, как и на суше. Особый колорит поясности океана создают температура и соленость воды, течения, ледовые условия, окраска воды, волнение, облачность, авиафау-на и весь остальной органический мир. Зональяы странствующие.альбатросы, летучие рыбы, кораллы».
Умеренные и тропические пояса суши с их гумид-ным климатом и развитым биоетромом продолжаются на океане в качестве поясов с высокой биологической продуктивностью. Субтропические пустынные пояса суши с слабо развитым биостромом в равной мере прослеживаются и над океаном. Причина возникновения субтропических пустынь одна и та же как на суше, так и над океаном — антициклональная циркуляция атмосферы, обусловливающая над океаном повышенную соленость воды и затрудняющая поступление к поверхности глубинных питательных солей. «В конечном счете недостаток влаги и на суше и в океане приводит к сходному результату для биоса — возникают пустыни, почти лишенные жизни» [Лисицын А. П., 1981, с. 14].
Широтная зональность свойственна всем вариантам ландшафтной сферы Земли. Помимо наземного и водно-поверхностного, она проявляется рядом специфических особенностей в земноводном, ледовом (покровные и горные ледники разных широт, многолетние морские льды) и донном вариантах.
Особенно большие площади приходятся на донный вариант. Широтную зональность обнаруживает осадкообразование на дне океанов, где установлено четыре типа литогенеза: ледовый, гумидный умеренный, аридный, гумидный экваториальный. Главная часть выносимого из определенных зон суши осадочного материала оседает в океане в пределах тех же климатических зон. Это объясняется более сильным (в 10 раз) зональным (по широте) переносом водных масс в океане по сравнению с меридиональным.
По мнению А. П. Лисицына (1981, с. 23), зоны седиментогенеза тесно связаны с природными зонами океана, они есть их «следствие, зеркало или память,
так же как.почвы суши являются зеркалом ландшафта суши, его памятью».
Донные географические пояса обособляются не только по характеру грунтов. С широтой местности меняется состав донной биоты, состоящей в основном из зообентоса. Именно на этих двух компонентах донного ландшафта сказывается прежде всего «опосредствованное воздействие климатической обстановки на поверхности океанов» [Леонтьев О. К., 1982]. Донные ландшафтные пояса — слабое и, разумеется, неполное отражение поверхностных океанических поясов. Но это все же отражение, поэтому трудно согласиться с О. К-Леонтьевым, что донных географических поясов меньше, чем на поверхности океанов. Наблюдающееся у некоторых авторов несовпадение поверхностных и донных океанических поясов объясняется не столько недостаточной изученностью донных ландшафтов, сколько неоправданно большим числом выделяемых.поясов на поверхности суши и океанов.
Гидротермическая зональность. Этот тип зональности — внутрипоясной, обусловленный различиями в соотношении тепла и.влаги. Он -ведет к обособлению географических зон, простирание которых далеко не всегда совпадает с широтным (с запада на восток). Г. Д. Рихтер (1964) приходит к выводу, что широтная зональность в чистом виде наблюдается сравнительно редко, а Е. Н. Лукашова (1966) на том же основ.ании делит «горизонтальную» зональность на широтную и меридиональную *. Но зоны — следствие не широтной (радиащто'Нной), а гидротермической дифференциации ландшафтной сферы и требовать от них обязательно широтного простирания — значит не видеть принципиальных различий между географическими поясами и географическими зонами, нашедшими выражение в периодическом законе географической зональности А. А. Григорьева — М. И. Будыко и в периодической системе географических зон (см. главу: «Географические циклы развития биострома и перио-
* В данном случае не смешивать с меридиональной зональностью В. Л. Комарова (19Е1), которая Е. Н. Лукашовой именуется секторностью. И далее: если говорить о широтной и меридиональной горизонтальной зональности, имея в виду лишь их пространственное положение, то почему не выделять еще и «диагональную» зональность?
дическая система географических зон»). Г. Д. Рихтер (1965) хорошо понимал различия в факторах дифференциации поясов и зон, и тем необоснованнее выглядит его утверждение, что «зависимость природных комплексов (ландшафтов) от соотношения тепла и влаги является более общей и основной географической закономерностью, чем зависимость от географической широты» (1964, с. 61). Это же утверждение Г. Д. Рихтер (1969а, с. 30) повторяет и позже: «Соответствие облика биоклиматической составляющей ландшафта соотношению тепла.и влаги является законом, всеобщим для поверхности Земли, более общим для всей поверхности Земли, чем закон широтной зональности». Помимо того, что такое противопоставление двух типов зональности неправомерно, оно ошибочно по существу: широтная (радиационная) зональность свойственна всем без исключения вариантам ландшафтной сферы, гидро-термической же зональности нет в водноповерхностном и донном вариантах (см. табл. 8).
ШИРОТНАЯ (РАДИАЦИОННАЯ) ЗОНАЛЬНОСТЬ
Рис. 12. Типы ландшафтной зональности
В основе своей гидротермическая зональность не является самостоятельной. Она — наложение широтной (радиационной) зональности на парадинамичес-кую, чем и объясняется различная пространственная ориентация зон. Косвенно', через парадинамичеекую зональность, на нее воздействует и орогенетическая зональность (рис. 12).
Орогенети ч еск а я зона л ьность. Обусловленная неровностями рельефа орогенетическая зональность свойственна наземному, ледовому, земноводному и донному вариантам ландшафтной сферы и, таким образом, проявляется на большей площади, чем гидротермическая зональность. По меньшей мере, есть три вида орогенетической зональности.
Высотная зональность, вызванная изменением абсолютной высоты местности. Ее распространенный синоним •— высотная поясность ландшафтов предназначен подчеркнуть принципиальные различия между равнинными природными зонами и высотными «зонами. Обязательное условие для проявления высотной зональности — наличие склонов значительной протяженности, с перепадом высот, достаточным для смены одного типа ландшафта (высотной зоны) другим. Высотная зональность — качественная особенность класса горных ландшафтов. Районы плоскогорий и высоких плато, лишенные высотной зональности, несмотря на большую абсолютную высоту, относятся к классу равнинных ландшафтов, образуя здесь ряд подклассов (повышенных, средневыеотных и высоких равнин) [Мильков Ф. П., 1978в].
Формирование высотной зональности протекает на фоне гидротермической зональности. Каждой равнинной зоне присущ свой тип высотной зональности (тундровый, таежный, хвойно-широколиствевных лесов, лесостепной, степной и другие типы). Будучи обобщенным понятием, тип высотной зональности в зависимости от местных климатических и геолого-геоморфологаческих условий находит свое конкретное выражение в структуре высотной зональности. Пользуясь терминологией С. А. Захарова (1934), в одних случаях наблюдается инверсия высотных зон, в других — их интерференция (выпадение), в третьих — миграция (взаимопроникновение). Региональные различия в структуре высотной зональности составляют основу физико-географического районирования горных стран.
По степени выраженности различают полную и срезанную высотную зональность [Мильков Ф. Н., 1977в]. При полной зональности наблюдается весь возможный в условиях данной равнинной природной зоны набор высотных зон, что мы видим на примере Кавказа, Альп, при срезанной —.выпадают или верхние зоны вследствие небольшой высоты гор (Средний Урал, Горный Крым), или нижние зоны вследствие большой абсолютной высоты «базисной» зоны (горные хребты нагорий типа Восточного Памира или Центрального Тянь-Шаня).
Географическим закономерностям структуры высотной зональности посвящен ряд интересных исследований почвоведов и геоботаников [Аболин Р. И., 1930; Захаров С. А., 1936, 1937; Еленевский Р. А., 1938; Герасимов И. П., 1948; Фридланд В. М., 1951; Станюкович К. В., 1973; и др.]. У ландшафтоведов, если не считать постановочной статьи Н. А. Гвоздещкого (1957) и главы в научно-популярной книге И. С. Щукина и О. Е. Щукиной (1959), сведения о высотной зональности разбросаны по (Множеству региональных работ. Высотная зональность ландшафтов нуждается в монографическом исследовании в первую очередь для территории ОССР, а затем и мира.
Глубинная зональность — аналог высотной зональности в донном варианте ландшафтной сферы; обусловлена неровностями океанического дна. Глубина определяет «климат» донных ландшафтов — температуру и другие физические свойства придонных слоев воды*, «почвы», представленные различного рода морскими осадками, состав биоты и запасы биомассы.
С глубиной (связано формирование и география самых разнородных грунтов — от терригенных песков на мелководье до красных глубоководных глин в абиссали. В размещении океанических «почв» — грунтов есть два важных глубинных рубежа: на глубине около 2500 м (нижняя граница материнского склона) терригенные осадки уступают свое господство осадкам биогенного происхождения, на глубинах 4000—5000 м карбонатные грунты замещаются бвскарбонатными (уровень карбонатной компенсации).
Очень выразительна в донных ландшафтах глубинная зональность биоты. Богат и разнообразен био-стром донных ландшафтов шельфовых морей. Разросшиеся бурые водоросли из Laminaria я Macrocystis напоминают настоящие подводные леса, которые Ч. Дар-
* В. Н. Степанов (1983) различает особую придонную зону океанических вод.
вин (1977) сравнивал с тропическими материковыми лесами. И Дж. Куллини (1981, с. 182), американский биогеограф, назвавший свою книгу о биологии шельфа «Леса моря», утверждает, что крупные заросли зрелых бурых водорослей «но обилию жизни, нашедшей в них приют, могут соперничать с тропическим лесом в сезон дождей».
Таблица 6
|
|
|
