О теории радиационных рубежей

Наиболее важным, основным положением концепции А. А. Григорьева является учение о единстве физико-географического процесса, о его комплексности. Это положение принципиального, философского значения хотя и подразумевалось, чувствовалось интуитивно многими географами, но никогда еще так четко не формулировалось и не подчеркивалось.

Кроме того, в работах А. А. Григорьева имеется ряд методических установок, очень ценных для географов. Я считаю особенно плодотворными следующие указания.

1. В одной из своих работ (Григорьев, 1946а, с. 143) он пишет: "Для изучения физико-географического процесса, как процесса весьма сложного, его необходимо расчленять на компоненты”, чем подчеркивается комплексность этого процесса. Разделение в методических целях не противоречит комплексности. Чтобы осуществить синтез, процесс надо сперва проанализировать, схватить отдельные закономерности, а от них перейти к общим закономерностям, регулирующим весь комплекс.

Я не могу согласиться с В. Л. Котельниковым, который упрекал А. А. Григорьева в том, что он раскладывает в своих работах единый процесс по полочкам. Полочки — это техническое средство всякого страноведческого описания. В моих страноведческих работах я никогда не мог добиться того, чтобы говорить сразу обо всех элементах ландшафта. Приходится разделять по полочкам, но нужно постоянно перекидывать мостики ко всем соседним областям для того, чтобы функциональная связь не упускалась из виду.

А. А. Григорьева скорее можно упрекнуть в обратном: в слишком решительном обобщении, в попытках установить общие закономерности, когда они еще недостаточно подкреплены закономерностями частными.

2. Важно указание А. А. Григорьева о соотношении глубинного и поверхностного процессов: ”Изучая развитие физико-географического процесса на протяжении геологических эпох, мы обязаны исследовать и глубинную и поверхностные части физико-географического процесса... Если же мы ограничиваем свою задачу изучением развития физико-географического процесса за относительно короткий промежуток времени..., мы имеем полное право сосредоточить наше внимание лишь на исследовании поверхностной части физико-географического процесса” (1946а, с.149).

Это представление вносит значительную ясность в отношение географии к палеогеографии, геологии и геофизике.

Очень важным методом географии я считаю метод балансов. Все природные процессы сводятся к перемещению масс материи и энергии из одних мест, из одних объемов в другие или к превращению их внутри этих объемов. Метод балансов открывает возможности раскрытия структуры и количественного анализа этих движений и приближает географию к точной науке.

Таким образом, учение А. А. Григорьева является вдохновляющим для всякого географа-исследователя. Усиливается интерес исследования, потому что открываются новые горизонты географической науки. География может подняться с уровня описательной науки на принципиально более высокую ступень, связанную с изучением динамики процессов и введением количественно-сравнительных методов исследования.

Но, сознавая все прогрессивное значение учения А. А. Григорьева, я должен признаться, что некоторые положения его, и в том числе те, которые он считает весьма важными, мне кажутся ошибочными, надуманными, догматическими. Они вызывают чувство недоумения.

К таким положениям относятся учение о радиационных рубежах, понятие ведущего компонента и закон интенсивности физико-географического процесса. Мне досадно, что я не могу с ним согласиться, но я пришел к выводу, что они физически необъяснимы. Я знаю, что многие товарищи мучаются этими сомнениями.

В многочисленных разговорах с географами мне ни от кого не пришлось услышать утверждения, что он до конца понимает эти разделы теории А. А. Григорьева. Именно поэтому я решил, что будет небесполезно вынести мои сомнения на обсуждение настоящего собрания. Я буду рад, если кто-нибудь разрешит мои Сомнения, докажет, что я просто не понял аргументации А. А. Григорьева и тем даст мне возможность вернуться, так сказать, в ’’лоно истинной веры”.

Начну с радиационных рубежей. Что подразумевается под этим термином?

Известно, что количество солнечной радиации зависит от географической широты и подчиняется астрономическим закономерностям. Изменение радиации с широтой идет вполне постепенно. Я начертил диаграмму (рис. 1). В ходе радиации точек перелома нет, а перегибы, которые имеются на кривых, растянуты на десятки градусов по широте и носят характер плавных переходов. Но радиация не только изменяется сама, она влияет и на физико-географическую среду. Ландшафты тоже изменяются по широте — от экватора к полюсам.

Рис. 1. Изменение суточных сумм радиации по широте 1 — в январе; 2 - в июле

Чтобы выявить связь изменений физико-географической среды с количеством радиации, А. А. Григорьев в качестве показателя этих изменений избирает смену типов растительности. Он пишет (19466, с. 12): ’’Для установления территориальных совпадений смены радиационных условий со сменами структуры физико-географического процесса необходимо сопоставить расположение радиационных рубежей с фитогеографическими рубежами, так как растительный покров является превосходным индикатором структуры физико-географического процесса...

В растениях от характера радиационных условий зависят такие важные свойства, как процентное соотношение хлорофиллов а и б, как интенсивность пигментации..., интенсивность роста растений, а следовательно, возможная высота растительного покрова”.

Предполагается, что плавное само по себе изменение количества радиации дает скачок в своем влиянии на растительность. Происходит скачкообразное изменение всей физико-географической среды, количество переходит в качество, и растительный покров является тем элементом ландшафта, который наиболее чувствительно и наглядно реагирует на этот переход.

Бывают ли в природе такие скачки? Да, конечно. Переход температур от 10 до 8°С протекает так же плавно, как от +1 до – 1 С, но влияние этого ’’постепенного” перехода на воду является роковым: при 0° она сразу замерзает. Здесь имеется принципиальный рубеж. Подобно этому, границы, вдоль которых происходит смена растительных ассоциаций, можно назвать фитогеографическими рубежами.

А. А. Григорьев пытается выяснить, с какими геофизическими факторами совпадают эти рубежи. Он предполагает, что на равнинах, где исключено влияние рельефа и близких морей, фитогеографические рубежи идут приблизительно по параллелям. А. А. Григорьев построил условным математическим методом сетку параллелей, на которых, по его мнению, изменение радиации должно вызывать скачкообразное изменение физико-географической среды.

Он сличил эту сетку с фитогеографическими рубежами, взятыми с геоботанических карт, и нашел, что они близко совпадают между собой. Отсюда он сделал вывод, что избранная сетка не случайна, а действительно как-то связана с закономерностями, управляющими сменой физикогеографической среды.

Прежде чем приступить к анализу правильности этого вывода, мне хотелось бы посмотреть, есть ли основания ожидать такого совпадения с точки зрения биогеографической.

Если взять геоботаническую карту и проследить за нанесенными на ней контурами формаций, то окажется, что они описывают неправильные извилистые линии. Биолог сумеет в каждом отдельном случае объяснить, почему граница проходит именно здесь. На одном участке это определяется понижением температур, на другом недостатком осадков, на третьем - скальными грунтами, на четвертом - межвидовой борьбой и борьбой фитоценозов. Но вряд ли известны границы, о которых можно сказать, что растительность не идет дальше, потому что ей не хватает солнечной радиации.

Дело в том, что коэффициент использования светa растениями очень мал. В работе Л А. Иванова (1946) показаны опыты с сосной; оказывается, что даже такая светолюбивая порода вегетирует при 4,5% нормальной солнечной радиации. Правда, она дает лишь 10% нормального прироста биомассы, но уже в этих условиях растение может выполнять все свои функции.

А. Ф. Клешнин (1947) указывает, что многие виды растений существуют при радиации, равной 1% максимальной и 3%, средней.

Таким образом, если бы дело было в радиации, в Субарктике, которая летом получает те же количества радиации, что и тропики, могли бы расти все формации с сезонно-прерывающейся вегетацией.

По этому поводу Л. А. Иванов (1946, с. 14) пишет: "Наши подсчеты показали, что на Шпицбергене общее количество прямого и рассеянного света с мая по август достаточно, чтобы получить на 1 га 5 тыс. кг воздушно-сухого органического вещества, тс. не меньше того, что дает продукция в Средней Европе.

В последнее время (Калитин, 1938) получены еще более значительные величины сумм радиации для пунктов севернее Шпицбергена, до 80° с. ш. Таким образом, световые условия на Крайнем Севере гораздо более благоприятны для роста растений, чем считалось до сих пор. Наблюдающееся слабое развитие травянистой и отсутствие древесной растительности объясняются главным образом не недостатком света, а неблагоприятными температурными условиями.

Поэтому развитие в Арктике флоры гораздо более южных широт в прежние геологические эпохи было возможно и без существенного изменения солнечной радиации. Для этого, быть может, достаточно было изменения температурных условий вследствие иного распределения теплых воздушных и морских течений”.

Это указание на воздушные и морские течения весьма важно, потому что радиация влияет на растительность не только своим световым, но и тепловым эффектом. Характер растительности зависит от годового хода температуры, температура же зависит не только от радиации, но и от общей циркуляции атмосферы.

Сам А. А. Григорьев пишет (1946а,с. 150): ’’...сущность (отношений между радиационными условиями и циркуляцией атмосферы. - Д.А.) в основном сводится к тому, в какой мере и в какую сторону циркуляция атмосферы изменяет тепловой эффект радиационных условий и какова в результате этого тепловая энергетическая база поверхностного физико-географического процесса...”. Циркуляция атмосферы в масштабах целых зон и даже полушарий перераспределяет теплоту радиации прежде, чем она может быть использована деятельным слоем.

Беда в том, что автор цитаты хотя и пишет о значении циркуляции атмосферы, влажности и т. д., но при построении своей сетки радиационных рубежей никак их не учитывает.

Так же как с растительностью обстоит дело, например, и с образованием коры выветривания. Конечно, толщина коры выветривания также зависит от радиации, но это связь косвенная, очень сложная, здесь тоже сказывается искажающее влияние циркуляции атмосферы. Поэтому мы можем ожидать, что связь радиации со средой окажется крайне растяжимой, не тесной, не непосредственной.

Если вернуться к растительности, то надо помнить, что физиологическая радиация не равна- солнечной. Растения воспринимают только часть спектра, желто-зеленые лучи они не воспринимают. Между тем состав спектра зависит не только от географической широты, но и от состояния атмосферы. В тропиках и в Субарктике физиологический состав радиации будет различен. То же самое количество калорий растение может в одном месте использовать лучше, чем в другом. Это еще более усложняет связь между растительностью и радиацией.

Таким образом, у нас нет никаких оснований ожидать появления в природе резких радиационных рубежей, при которых один вид растительности скачкообразно переходит в другой. Данные физиологии растений и метеорологии, наоборот, говорят, что их не может быть. Совершенно ясно, что существует большое перекрытие; при одной и той же радиации растительность может быть и одного и другого типа в зависимости от рельефа, степени континентальности, направления господствующих ветров, собственной истории развития и т. д. На Земле нет идеальных участков, свободных от влияния этих факторов, участков с чисто солярным климатом.