Проблема возраста ландшафта.

1. Факторы исторического развития ландшафтов.

В предыдущих лекциях речь шла о пространственной струк­туре ландшафтов, ландшафтной оболочки, о связях между ком­понентами ландшафта, осуществляемых в трехмерном простран­стве, т.е. в вертикальном и горизонтальном разрезах. Но любая материя существует не только в пространстве, но и во времени. Поэтому ландшафтная география изучает как природные, так и природно-антропогенные геосистемы как четырехмерные обра­зования, т.е. пространственно-временные. Четвертое измерение ландшафта - это время.

Современные природные и природно-антропогенные гео­системы - образования исторические. Их компонентная струк­тура и структура морфологическая складывались в течение бо­лее или менее длительной эволюции.

У каждой геосистемы есть свои в той или иной мере глубо­кие исторические корни. Без знания истории ландшафта невоз­можно понять его современное состояние, динамику, тенденции развития, а также невозможно прогнозировать его будущее. Принцип историзма - один из важнейших общенаучных принци­пов. Общенаучный тезис, вытекающий из принципа историзма, можно сформулировать так: «не познав прошлое, нельзя понять современное и прогнозировать (предвидеть) будущее».

Исторический подход всегда был отличительной чертой отечественной географии. Он пронизывает работы М.В. Ломо­носова («О слоях земных»). В.В. Докучаева («Русский черно­зем», «Наши степи прежде и теперь»), Л.С. Берга, Б.Б. Полынова. К.К. Маркова. И.П. Герасимова и др.

Если в западноевропейской географии господствовал хоро­логический (пространственный) подход, то в отечественной гео­графии изначально преобладал пространственно-временной.

Природные системы - системы открытые, находящиеся под постоянным воздействием внешней среды. Поэтому все сущест­венные изменения внешней среды так или иначе сказываются на природных геосистемах, вызывают их перестройку.

Из факторов внешней среды, оказывающих наиболее силь­ное влияние на эволюционное развитие геосистем, следует при­знать климатический фактор и факторы геолого-геоморфологические (особенно тектонические и неотектониче­ские движения земной коры.

Палеогеография плейстоцена, т.е. четвертичного периода, может служить прекрасной иллюстрацией глубоких эволюцион­ных трансформаций ландшафтных структур обширных регионов умеренных и субарктических широт под влиянием климатиче­ского фактора.

Сменявшие друг друга фазы похолодания и потепления климата сопровождались в северном полушарии эпохами мате­рикового и горного оледенения, эпохами межледниковий. При этом на Восточно-Европейской равнине сменяли друг друга ландшафты гляциально-нивальные, тундровые, лесотундровые, тундрово-степные, таежные, широколиственных и смешанных лесов. Все это происходило на протяжении нескольких десятков тысяч лет - промежутка времени, по геологическим меркам, со­всем небольшого.

Геолого-геоморфологические факторы, в особенности не­отектонические движения, могут привести к коренным измене­ниям природы геосистем как на локальном, так и на региональ­ном уровнях.

Неотектонические движения земной коры привели к образо­ванию целой системы возрожденных гор на месте былых рав­нин. Им обязаны своим существованием такие физико-геогра­фические страны, как Джунгаро-Тяньшанская, Алтае-Саянская, Урало-Новоземельская и многие другие. С ними связаны также относительно тектонически опущенные, преимущественно полу-гидроморфные и гидроморфные по своей ландшафтной структу­ре обширные регионы Западно-Сибирской равнины, Прикаспий­ской низменности, Белорусского полесья, Мещеры и др.

Ф.Н. Мильков различал следующие ряды ландшаф­тов, в названии которых можно уловить основные факторы ландшафтогенеза:

1. Климатогенный ряд ландшафтов. Все зональные типы ландшафтов. Пример - субтропические ландшафты Колхиды. Средиземноморья.

2. Тектогенный ряд ландшафтов. Тектогенную природу име­ют материки и океаны, горные, равнинные ландшафты.

3. Вулканогенный ряд, образованный в результате вулкани­ческой деятельности.

4. Ряд ландшафтов флювиального происхождения - эрози­онные (долины, балки, овраги) и аккумулятивные ландшафты (озерно-аллювиальные равнины).

5. Ряд криогенных ландшафтов - связан с мерзлотными про­цессами.

6. Ряд эоловых ландшафтов - с деятельностью ветра.

7. Ряд нивально-гляциальных ландшафтов - развит в местах современных и древних оледенений.

8. Ряд гидрогенных ландшафтов - наземные комплексы формирующиеся под воздействием близко залегающих грунто­вых вод - болота.

9. Ряд гидродинамических ландшафтов - комплексы побе­режий рек, озер, морей.

10.. Ряд биогенных ландшафтов - комплексы, связанные с жизнедеятельностью растительных и животных организмов.

11. Ряд антропогенных ландшафтов.

2. Саморазвитие природных геосистем. Сукцессионные процессы.

Помимо факторов развития, обусловленных влиянием внешней среды, не менее важным для эволюции природных гео­систем является фактор саморазвития (или фактор спонтанного развития, от лат. sроntanеиs - самопроизвольный).

Любая сложная система, если она действительно обладает системными свойствами, какой бы открытой по отношению к внешней среде она ни была, обладает способностью к самораз­витию, обладает спонтанностью.

Наилучшим примером эволюционного развития служит са­мая высокая по своему таксономическому рангу природная гео­система - географическая оболочка. За 4 млрд. лет она посте­пенно из абиотической, т.е. безжизненной, превратилась в земную сферу с богатой жизнью. Появление биоты на Земле привело к существенной трансформации газового состава атмо­сферы (в результате фотосинтеза, осуществляемого зелеными растениями, в ней уменьшилось количество СО₂ и существенно возросла доля кислорода). Соответственно изменился состав природных вод, стало возможным почвообразование, толща оса­дочных горных пород обогатилась образованиями органического происхождения (известняк, каменный уголь, торф и др.). Именно саморазвитию ГО мы обязаны появлением на Земле биосферы.

В ходе спонтанного развития природная геосистема прохо­дит ряд последовательных стадий. Самые важные из них (Нико­лаев):

1) Зарождение геосистемы - обычно сопровождается воз­никновением новой литогенной основы (например, осушенное дно отступающего Аральского моря, только что застывший лавовый поток после извержения вулкана, свежая осыпь у подножия горного склона и т.п.).

2) Становление геосистемы - возникновение растительного покрова, а затем почвенного покрова, которые, постепенно раз­виваясь, приближаются к состоянию, соответствующему условиям местной природной среды.

3) Зрелость геосистемы - климакс геосистемы, когда ее структура становится в полной мере гармоничной с климатиче­скими и другими природными условиями местной среды. Термин «климакс» был введен в биологию Ф. Клементсом в 1904 г. (по-гречески «климакс» - высшая точка, кульминация). В ландшафтоведении этим термином обозначают высшую, финальную стадию саморазвития геосистемы, когда она наилучшим образом адаптируется к условиям внешней среды.

4) Отмирание геосистемы и зарождение на ее месте новой геосистемы. Например, на месте озерной геосистемы со време­нем возникает низинное болото. Оно в свою очередь сменяется болотом верховым. А верховое болото может когда-нибудь сме­ниться заболоченным лесом.

Сущность внутренних противоречий как движущей силы развития геосистемы состоит в том, что ее компоненты в ходе взаимодействия стремятся прийти в соответствие между собой, т.е. система стремится к равновесию, но это равновесие - вре­менное явление. Самый активный компонент в геосистеме - биота. Стремясь наиболее полно приспособиться к абиотической среде, биота в то же время вносит в эту среду изменения, в ре­зультате своей жизнедеятельности, следовательно, биоте прихо­дится постоянно перестраиваться, приспосабливаться к ею же измененным условиям, в результате постепенно перестраивается вся система.

На саморазвитие ландшафта накладываются изменения, вы­зываемые внешними воздействиями. Эти воздействия нарушают закономерный ход саморазвития ландшафта и может даже его пресечь. Примером могут служить катастрофические исчезновения многих ландшафтов в результате наступления материковых льдов.

Последовательная закономерная смена стадий в процессе зарождения и формирования природной геосистемы называется сукцессией ландшафта. Прохождение ландшафта от стадии за­рождения до состояния климакса — это и есть его сукцессия. Термин «сукцессия» (от лат. successio - преемственность, насле­дование) первоначально был применен в геоботанике, затем К. Тролль ввел его в ландшафтоведение.

Если геосистема нарушена чем-либо и стремится к восста­новлению, то в этом случае говорят о восстановительной сук­цессии. Типичный пример - восстановление лесного древостоя на месте вырубки через ряд сукцессионных стадий.

Итак, в эволюции природных геосистем участвуют процес­сы, с одной стороны, стимулированные изменяющейся внешней средой, а с другой - процессы саморазвития, спонтанные. Те и другие тесно переплетаются между собой и порой их трудно бы­вает отчленить друг от друга.

Генезис ландшафта - это совокупность абиотических и биотических процессов, обусловленных внешними факторами и спонтанным развитием, приведших к формированию современ­ной пространственно-временной структуры геосистем.

3. Проблема возраста ландшафта.

К сложным и дискуссионным вопросам теории развития геосистем относится вопрос о возрасте ландшафта. Раньше счи­талось, что возраст ландшафта следует отсчитывать со времени появления новой территории - после выхода ее на поверхность в результате отступания моря или ледника. Но смена ландшафтов происходила и после оледенений. Таким образом, возраст ланд­шафта нельзя отождествлять с возрастом геологического фунда­мента или суши.

В.Б. Сочава предложил считать возраст ландшафта с момен­та, когда появилась его современная структура. Однако на прак­тике установить такой момент трудно. Процесс замены старой структуры на новую происходит постепенно и может быть дли­тельным.

Природные компоненты хотя и находятся в связи друг с другом, но связь эта не абсолютно жесткая, не полностью детер­минирована. Каждый компонент ландшафта имеет ту или иную степень свободы. В ходе исторической эволюции не все природ­ные компоненты одинаково быстро реагируют на изменения внешней среды, часть из них чутка и мобильна, а другая -инертна и консервативна.

На климатические изменения внешней среды в локальных и региональных геосистемах в первую очередь реагируют местные воздушные массы, природные воды и, конечно, биота.

Растительный и животный мир наиболее быстро реагирует на климатические изменения. Почва обладает некоторой инерт­ностью и перестраивается медленнее, определенное время со­храняя в своей структуре элементы, заложенные в предшест­вующую климатическую эпоху. Наиболее консервативной оказывается литогенная основа, особенно, если речь идет о рав­нинных ландшафтах.

Для примера рассмотрим ландшафты подзоны смешанных лесов Восточно-Европейской равнины. Литогенная основа меж­дуречных холмисто-моренных равнин здесь в основе своей сформирована в эпоху среднеплейстоценового оледенения (70 -110 тыс. лет назад). Характерная для этих мест толща покровных отложений (покровных суглинков) представляет собой своеоб­разную кору выветривания перигляциальной эпохи верхнего плейстоцена (20 - 30 тыс. лет назад). Почвенный покров голоценовый (5-7 тыс. лет назад), но в своей структуре порой несет явные признаки былого развития в условиях вечной мерзлоты. Выражается это в палеомерзлотной пятнистости почвенного по­крова. В растительном покрове сочетаются лесные фитоценозы: а) широколиственных лесов, частично сохранившихся с более теплых эпох голоцена - атлантической (4- 6 тыс. лет назад) и с бореальной (3 — 4 тыс. лет назад) и б) хвойных, преимуществен­но еловых лесов, широко расселившихся в средней полосе Рос­сии в последнюю, более холодную и влажную, эпоху голоцена - субатлантическую, начало которой датируется 2,5 тыс. лет назад (Николаев).

Как видно, компонентная структура подзоны смешанных ле­сов Восточно-Европейской равнины характеризуется разновозрастностью. Причем диапазон возрастных датировок достигает нескольких десятков тысяч лет. Эта особенность структуры при­родных геосистем получила название метахронность(«мета» с греч. значит «после», «за», «хронос» - время). Термин появился в 20-х годах ХХ века. Учение о метахронности плейстоцено­вой истории географической оболочки обосновал и развил круп­нейший советский палеогеограф К.К.Марков. Еше Б.Б. Полынов и Л. С. Берг обратили внимание на то, что в ландшафте могут быть представлены разновозрастные элемен­ты. Полынов различал в ландшафте элементы реликтовые, кон­сервативные и прогрессивные. Первые сохранились от прошлых эпох, они указывают на предшествующую эпоху ландшафта. Ре­ликтами ландшафта могут быть формы рельефа (ледниковые), элементы гидрографической сети (сухие русла в пустыне, озера), биоценозы и почвы (древние торфяники). Консервативные эле­менты - те, которые наиболее полно соответствуют современ­ным условиям и определяют современную структуру ландшаф­та. Прогрессивные элементы наиболее молодые, они указывают на тенденцию дальнейшего развития ландшафта. Примеры: по­явление островков леса в степи, пятен талого грунта в области многолетней мерзлоты.

Метахронность может быть свойственна не только вертикальной (компонентной) структуре ландшафта, но и горизон­тальной, т.е. морфологической структуре ландшафта. Иными словами, одни морфологические единицы ландшафта могут быть более древнего заложения, чем другие. Обычно древнее бывают доминирующие урочища, а некоторые субдоминантные или ред­кие урочища оказываются как бы наложенными на общий фон доминирующего урочища. Например, лесостепные ландшафты Средне-Русской возвышенности осложнены густой сетью субдоминантных овражных урочищ, возраст которых определяется всего в 200-300 лет. Их генезис связан с широкой распашкой Средне-Русской лесостепи.

Итак, как вертикальная, так и горизонтальная структура при­родных геосистем может характеризоваться метахронностью.

Метахронность структуры природного ландшафта - это последовательная разновременность исторического формирования, разновозрастность его природных компонентов и состав­ляющих морфологических единиц.

Исходя из понимания ландшафта как целостной геосистемы, за возраст ландшафта нельзя принимать время образования какого-либо отдельного природного компонента, в том числе и литогенной основы.

Возраст ландшафта - это время (в геологическом летоис­числении), когда ландшафт в полной мере сформировал свою компонентную структуру, сохраняющуюся в динамически ус­тойчивом состоянии и в настоящий момент.

В связи с тем, что одной из самых мобильных подсистем ландшафта является биота, очень часто возраст ландшафта сов­падает со временем формирования растительности и животного мира. Например, возраст холмисто-моренных смешанно -лесных ландшафтов Восточно-Европейской равнины датируется позд­ним голоценом, когда окончательно сформировались раститель­ные и животные сообщества. Такой же возраст имеет и ланд­шафтная оболочка в целом.

Знания о возрасте природных геосистем представляет не только научный интерес, но и исключительно важны для реше­ния вопроса об устойчивости природы к антропогенным нагруз­кам.

Чем древнее ландшафт в целом, тем больше в нем сосредо­точено остаточных, реликтовых элементов, которые отличаются пониженной устойчивостью, т.к. находятся в дисгармонии с со­временной средой. Чаше всего это касается биоты и отчасти почвенного покрова, наиболее энергично изменяемых хозяйст­венной деятельностью человека.

Если в ландшафте до сих пор сохраняются леса, произра­ставшие еще в предшествующие климатические фазы голоцена, то именно они должны подлежать наиболее тщательной охране. Их реликтовость - бесспорный признак низкой устойчивости к антропогенным нагрузкам. Например, в средней полосе России это дубовые леса, а не еловые, и тем более не мелколиственные.

Итак, можно с полным правом сказать, что ландшафты об­ладают исторической памятью. Она заключается в их структуре. Человек, уничтожая реликтовые элементы ландшафта, стирает его память, обедняет природную среду. Таким образом, ландшафты есть исторические образования, обладающие структурной памятью о своем прошлом, своей эволюции.