Иерархическая классификация природного ландшафта

Глобальный уровень

На этом, наиболее крупном уровне Земля представляется уникальной геосистемой  − эпигеосферой.

   Географическая система (геосистема) (др.-греч. γε, - Земля и др.-греч. σύστημα, - целое, составленное из частей) – это фундаментальная категория геоэкологии и географии, включаящая в себя совокупность взаимосвязанных элементов географической оболочки, которые объединены потоками вещества, энергии и информации. Это понятие в целом схоже с понятием экосистемы или биогеоценоза.

   В советской науке термин «геосистема» впервые был употреблен академиком Сочава. Т. К. большинство географических наук в той или иной степени занимаются вопросами взаимодействия компонентов природной среды, то насчитывается довольно много понятий, которые близки к понятию геосистемы.

   Геосистемой является относительно целостное территориальное образование, которое формируется в тесной взаимосвязи и взаимодействии природы, хозяйства и населения, и его целостность определяется прямыми, обратными и преобразованными связями, которые развиваются между подсистемами геосистемы. Каждая такая система имеет определенную структуру, которая складывается из элементов, отношений между ними и их связей с внешней средой.  Элемент  − основная единица системы, которая выполняет определенную функцию. Элемент на определенном уровне представляет собой неделимую единицу в зависимости от масштаба – уровня разрешения. Когда увеличивается уровень разрешения, исходный элемент теряет свою автономность и становится источником элементов новой системы (подсистемы). Такой подход играет наибольшую роль вагеографии, оперирующей территориальными системами разных масштабов.

Свойства геосистем

   Система в целом и каждый ее элемент характеризуются определенными свойствами. Адекватное познание системы зависит от определения множества наиболее важных свойстввдля цели конкретного исследования. Невозможно исчерпывающе описать систему только через ее свойства, и в связи с этим важной задачей любого системного исследования является определение ограниченного конечного множества свойств. То же самое можно отнести и к отношениямамежду элементами системы.

   Геосистемы включают в себя огромное количество свойств. Из них основными являются:  1. целостность, т. е. наличие единой цели и функции; 2. эмерджентность, т. е. несводимость свойств системы к сумме свойств ее отдельных элементов; 3. структурность, т. е. обусловленность поведения системы структурными особенностями;  4. автономность, т. е. способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности, т. е. состояние с низкой энтропией; 5. взаимосвязанность системы и среды, т. е. формирование и проявление свойств системы только в процессе взаимодействия с внешней средой; 6. иерархичность, т. е. соподчиненность элементов системы; 7. управляемость, т.е. наличие внешней или внутренней системы управления; 8. устойчивость, которая заключается в стремлении к сохранению своей структуры, внутренних и внешних связей; 9.пмножественность описаний, т. к. познание систем в силу их сложности и неограниченного количества свойств требует построения множества моделей в зависимости от цели их исследования; 10. территориальность, т. к. размещение в пространстве является главным свойством систем, рассматриваемое географией; 11. динамичность – развитие систем во времени; 12. Сложность, т. е. количественные и качественные изменения ее атрибутов.

Принципы моделирования геосистем

   В основу следующих принципов моделирования геосистем положены функционирование и структура целостных систем.

а) Принцип структурной однородности и неоднородности. Нетождественность частей целого обеспечивает неоднородность компонентов геосистемы. Иначе говоря, наличие структуры связано с дифференцированностью и неоднородностью частей целого. В результате идеализации неоднородных по некоторым параметрам реальных частей системы появляются представления об однородности структурных компонентов геосистемы. Учет реальных неоднородностей и умелое использование идеализированного представления об однородности может принести неплохие результаты в географических исследованиях.

б) Принцип иерархичности. Одной из наиболее важных особенностей географических систем является иерархичность, которая представляет собой свойство делимости на относительно обособленные, но при этом соподчиненные между собой подсистемы различного ранга.

в)  Принцип организованности географических систем. Он тесно связан с принципом иерархичности.  Структура определяется организованностью, упорядоченностью системы. Мерой упорядоченности служит высота уровня негэнтропии. Мерой дезорганизованности, беспорядка географической системы является энтропия. С одной стороны, процесс развития геосистем приводит к увеличению неоднородности компонентов, усложнению иерархии и повышению организованности в системе, что соответствует уменьшению энтропии (увеличению негэнтропии) геосистем. геосистем. В замкнутых геосистемах, в которых отсутствуют исходные величины, процесс имеет всего одну направленность — в сторону возрастания энтропии. В таком случае уменьшается количество энергии, участвующей в работе геосистемы и происходит выравнивание различий внутри системы и разрушение ее иерархической организации. Это противоречие ведет к тому, что в открытых геосистемах отрабатывается устойчивая структура, которая все более четко обособляется в пространстве.

г) Принцип территориальности – представляет собой учет зависимости функционирования и развития геосистем от размещения ее элементов на территории, или в пространстве. Развитие и функционирование геосистемы зависит также от многих других факторов, но именно пространственная ( территориальная) принадлежность геосистемы обеспечивается также зависимостью функционирования от размещения ее элементов.

д) Принцип пространственного сбалансирования компонентов. В системе все ее компоненты объединены в единое целое потоками вещества и (или) энергии. Тем не менее, любая геосистема отличается группировкой ее отдельных частей. В каждой из этих группировок любой из компонентов системы может играть стимулирующую, нейтральную или негативную роль в процессе функционирования и развития.  Вот почему важной задачей изучения геосистем является анализ свойств систем, встречающихся в пространстве, и выявление адекватных свойствам типов процессов. На всех этапах исследования необходимо искать зависимости, которые возникают в результате наложения среды и организации общественной жизни.

е) Принцип кратчайших путей и наименьшего сопротивления. Любое поле, создаваемое интенсивностью проявления географического процесса либо «силовым» эффектом, при определенных ситуациях обеспечивает появление потоков субстанции (энергии, вещества или информации). Наличие потоков в поле напряженности связано с разнохронностью изменения во времени компонентов и их комбинаций в этом поле. Выделяют 2 аспекта действия этого закона − географический и экономический. Географический аспект заключается в формировании территориальных групп и сочетаний географических элементов в пространстве, а экономический проявляется в том, что совместимые, компактно расположенные объекты функционируют эффективнее рассеянных. Этот принцип послужил основой для реализации принципа комплексообразования в географическом, пространстве.

ж) Принцип кратчайших путей и наименьшего сопротивления. Любое поле, которое создается интенсивностью проявления географического процесса или «силовым» эффектом, при определенных ситуациях обусловливает появление потоков субстанции (энергии, вещества или информации). Наличие потоков в поле напряженности связано с разнохронностью изменения во времени компонентов и их комбинаций в этом поле. Медленно изменяемые образования являются полями, быстро изменяемые — потоками, причем поток «выбирает» кратчайший путь (линия наибольшего падения градиента) и движется в направлении наименьшего сопротивления.

Масштаб геосистем

   Существуют 3 уровня геосистем:

1. Глобальная геосистема − синоним географической оболочки.

2. Локальная геосистема соответствует физико-географической фации и представляет собой относительно недолговечный и быстро трансформирующийся комплекс, внутри которого природные условия практически однородны.

3. Региональная геосистема по масштабу и конфигурации соответствует ландшафту и является наиболее дробным подразделением географической оболочки, достаточно полно характеризующим местные особенности структуры географической среды.

   Географическая оболочка(эпигеосфера) − в российской географической науке под этим понятием подразумевают целостную и непрерывную оболочку Земли, состоящую из следующих частей: верхней части литосферы (земная кора), нижней части атмосферы (тропосфера, стратосфера, гидросфера и биосфера), а также антропосферы, которые  проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии и между которыми происходит непрерывный обмен веществом и энергией.

Верхнюю границу географической оболочки принято проводить по стратопаузе, поскольку до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы. Границу географической оболочки в литосфере часто совмещают с нижним пределом области гипергенеза (иногда за нижнюю границу географической оболочки принимают подножие стратосферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры). Географическая оболочка полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10-11 км ниже уровня моря, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25-30 км). Наибольшая толщина географической оболочки близка к 40 км. Географическая оболочка является объектом исследования географии, а также её отраслевых наук.

Компоненты географической оболочки

   Земная кора, которая представляет собой верхнюю часть твёрдой земли. Она отделена от мантии границей с резким повышением скоростей сейсмических волн, по другому именуемой границей Мохоровичича. Толщина земной коры колеблется от 6 км под океаном, до 30-50 км на континентах. Различают 2 типа коры: континентальную и океаническую. В строении континентальной выделяются 3геологических слоя – осадочный чехол, гранитный слой и базальтовый. Океаническая кора сложена в основном породами основного состава, вдобавок осадочный чехол. Земная кора разделяетс на разные по величине литосферные плиты, которые двигаются относительно друг друга. Кинематика таких движений описывается тектоникой плит.

   Тропосфера представляет собой нижний, основной слой атмосферы. Верхняя ее граница располагается на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах, зимой она ниже, чем летом. В ней содержится свыше 80 % всей массы атмосферного воздуха и также около 90 % всего водяного пара, имеющегося в атмосфере. В данном компоненте сильно развиты турбулентность и конвекция, развиваются циклоны и антициклоны, возникают облака.

   Стратосфера является верхней границей атмосферы на высоте 50−55 км. С возрастанием высоты температура падает примерно до 0 °C.  Для нее характерны малая турбулентность, незначительное содержание водяного пара, повышенное при сравнении с нижележащими и вышележащими слоями содержание озона (его максимальная концентрация достигается на высотах 20−25 км).

   Гидросфера является совокупностью всех водных запасов, имеющихся на Земле. Их большая часть воды сосредоточена в океане, намного меньше этих запасов в континентальной речной сети и подземных водах. Помимо этого, большие запасы воды есть в атмосфере в виде облаков и водяного пара. Часть водных ресурсов находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая собой криосферу.

   Биосфера — это понятие заключается в совокупности частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы). Она заселена живыми организмами, подвергается их воздействию и занята продуктами их жизнедеятельности.

   Антропосфера, или ноосфера, является сферой взаимодействия человека и природы. Эта сфера признается не всеми учеными.

Региональный уровень

   Географические, или ландшафтные, зоны – это основные ландшафтные подразделения географической оболочки, которые закономерно сменяют друг друга внутри географических поясов в основном в зависимости от количества и соотношения влаги и тепла. В особенности отчетливо подразделяются по характеру растительного покрова, который показывает зональные и азональные условия (климатические, геоморфологические, почвенные, гидрогеологические и зоогеографические). Различаются следующие геогафические пояса:

1. арктический пояс (зона арктических пустынь);

2. антарктический пояс (зона антарктических пустынь);

3. субарктический пояс (зоны тундровая, лесотундровая);

4. субантарктический пояс (зона океанских лугов);

5. умеренные пояса − северный и южный (зоны океанских лугов, лесные, лесостепные, степные, полупустынные, пустынные);

6. субтропические пояса − северный и южный (зоны лесные, лесостепные, степные, полупустынь, пустынь);

7. тропические пояса (пассатные) − северный и южный (лесные, полупустынь, пустынные зоны);

8. субэкваториальные пояса − северный и южный (лесные зоны);

9. экваториальный пояс (лесная зона).

   Арктика представляет собой единый физико-географический район Земли, который примыкает к Северному полюсу и включает в себя окраины материков Евразии и Северной Америки, а также почти весь Северный Ледовитый океан с островами, кроме прибрежных островов Норвегии, и прилегающие части Тихого и Атлантического океанов. Южная ее граница совпадает с северной границей зоны тундры. Площадь — около 27 млн км²; иногда Арктику ограничивают с юга Северным полярным кругом (66° 33′ с. ш.), в этом случае её площадь составит 21 млн км².

  Особенности природы заключаются в низком радиационном балансе, близких к 0 °C средние температуры воздуха летних месяцев при отрицательной среднегодовой температуре, существовании ледников и многолетнемёрзлых пород, а также в преобладании тундровой растительности и арктических пустынь.

   «Средние температуры самого холодного зимнего месяца — января — колеблются от −2…−4 °C в южной части Арктического района до −25 °C на севере Баренцева моря, западе Гренландского моря, в морях Баффина и Чукотском и от −32…−36 °C; в Сибирском районе, на севере Канадского и в прилегающей к нему части Арктического бассейна до −45…−50 °C в центральной части Гренландии. Минимальные температуры в этих районах иногда снижаются до −55…−60 °C, только в Арктическом бассейне они не опускаются ниже −45…−50 °C. При прорывах глубоких циклонов температура иногда повышается до −2…−10 °C. Средние температуры июня — +2…+3 °C.

   Антарктика является южной полярной областью земного шара, которая ограничена с севера антарктической конвергенцией. Включает в себя Антарктиду и прилегающие к ней острова и участки Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Южные участки этих океанов в пределах Антарктики часто выделяют в отдельный Южный океан.

   Эта климатическая область является наиболее суровой областью Земли с низкими температурами воздуха, сильными ветрами, снежными бурями и туманами.  Материк и близлежащие острова имеют покровное оледенение. Самая высокая зафиксированная температура составляет 26.3 °C (Кинг Эдуард Пойнт, Южная Георгия), самая низкая −89.2 °C (Восток, Антарктида). В среднем летом −30°C, а зимой −60°C.

   Субарктический пояс (Субарктика) представляет собой природный географический пояс в Северном полушарии, который граничит с арктическим поясом (арктикой) на севере и умеренным поясом на юге. Лежит примерно между 50° и 70° с. ш.

  Его климат характеризует короткое холодное лето не выше +10, однако оно теплее и продолжительнее, чем в тундре, зима длинная, холодная, с метелями и ветрами. Сезонность выражена нечётко, имеется возможность резкого похолодания. Осадков немного, снежный покров распределяется равномерно. Зона избыточного увлажнения, многолетняя мерзлота и заболачивание.

   Тундровые ландшафты бывают каменистыми, мохово-лишайниковыми, кочкарными и кустарниковыми.

   Субантарктический пояс, или cубантарктика – этот пояс располагается в Южном полушарии и граничит с антарктическим поясом (Антарктикой) на юге и умеренным поясом на севере. Пояс океанический со множеством небольших островов, четких границ не имеет. Южная граница — северная часть или граница Южного океана (Течение Западных ветров), на севере к субантарктическим островам иногда относят Тристан-да-Кунья и Амстердам с умеренным морским климатом. По другим источникам границу субантарктики относят между 65—67° и 58—60° южной широты. Пояс характеризуется сильными ветрами. Атмосферных осадков выпадает около 500 мм в год, в северной части пояса осадков больше, чем в южной.

   Умеренный климат характерен для умеренного географического пояса в основном Северного полушария, между 40-45 и 62-68 °с. ш. и 42 и 58 °ю. ш. В Северном полушарии свыше половины поверхности умеренного пояса занимает суша, в южном — 98 % территории покрыто морем. Такому климату свойственны частые и сильные изменения давления и температуры воздуха и направления ветра, которые происходят из-за интенсивной деятельности циклонов.

  Главная особенность умеренного климата − наличие четырёх сезонов, из них основных − холодного (зима) и тёплого (лето), и двух промежуточных − весна и осень. Средняя температура самого холодного месяца обычно ниже 0 °C, самого тёплого — выше +15 °C. Зимой в умеренном климате должен быть постоянный снежный покров, в год 400—500 мм, а летом — максимум осадков 760 мм.

   Умеренный климат бывает разнообразным по свойствам зимы и лета, но обычно умеренный климат делят на морской, умеренно-континентальный, резко континентальный и муссоный.

   Субтропические пояса представляют собой природные географические пояса в северном и южном полушариях, которые граничат с умеренными и тропическими поясами и находятся между 30-40°с. и ю.ш. Они формируются под воздействием тропических и воздушных масс летом и умеренных зимой. В западных частях материков лето сухое, жаркое, средняя температура самого тёплого месяца +30°С,а зима влажная и тёплая, также возможны кратковременные понижения температур. В огромной степени соответствует субтропической климатической зоне, которая распространяется от южной Европы до восточной Азии. На юге Европы климат субтропический средиземноморского типа. Летом с наступлением тропических масс устанавливается жаркая и сухая погода. Влажность воздуха уменьшается с продвижением на восток, и в центральной части пояса климат уже субтропический континентальный. Осадков мало. Зимой на тихоокеанское побережье с внутренних районов материка приходят холодный континентальный сухой воздух.

   Тропический пояс − географический пояс Земли в Северном и Южном полушариях, который располагается в основном от 20 до 30° с.ш. и ю.ш. соответственно. Средние температуры зимой не ниже 14 °C, летом в среднем 30-35 °С. В засушливых местах распологаются пустыни и полупустыни, в более увлажненных местах расположены саванны и листопадные леса. Преобладают пассаты, хорошо выражены сезонные изменения температуры воздуха, в особенности на материках.

   Северный субэкваториальный пояс и южный субэкваториальный пояс представляют собой природные географические пояса в северном и южном полушариях, которые граничат с экваториальным поясом и северным и южным тропическими поясам, соответственно. Они располагаются в самой южной части Северной Америки, на некоторых из Карибских островов, в севeрной части Южной Америки, на Бразильском плато, обширных территориях Африки (на север и на юг от африканских тропических лесов), в значительной части Южной и Юго-Западной Азии, Северной Австралии и на многих тихоокеанских островах.

   Пояс является переходным, и как следствие этого происходит сезонная смена воздушных масс − летом экваториальных, зимой тропических. Летом в этом поясе господствуют экваториальные западные муссоны, а зимой − тропические восточные. Средние месячные температуры от 15° до 32 °С, температура поверхностных вод океанов в субэкваториальной зоне почти постоянна, колеблется около 25 °С. Высокая температура вод, повышенная соленость и малое содержание кислорода отрицательно влияют на биологическую продуктивность. Количество осадков и продолжительность дождливого периода уменьшаются по мере удаления от экватора. Осадков выпадает от 250 до 2000 мм в год. 90—95 % осадков приходятся на летний дождливый период продолжительностью от 2—3 до 9—10 мес, зима сухая.

   Экваториальный пояс − это географический пояс Земли, который расположен по обе стороны от экватора от 5°—8° с. ш. до 4°—11° ю. всего года экваториальных воздушных масс. Постоянно высокие температуры (на равнинах 24° — 28°C). Слабые неустойчивые ветры. Характерно наличие полосы пониженного давления с постоянным притоком в неё пассатов и тенденцией к общим восходящим движениям воздуха и быстрой трансформацией тропического воздуха во влажный экваториальный (относит. влажность 80—95 %).

   В течение всего года осадки обильны (1500-3000 мм, местами до 10 000 мм). Постоянно жаркий и влажный экваториальный климат, который обусловлен большим притоком солнечной радиации. Климатические сезоны не выражены или выражены слабо. Пониженное давление, обильные тропические дожди, высокая температура, но без засушливых периодов создают условия для произрастания влажно экваториальных лесов и возделывания ценных тропических культур (саговая и кокосовая пальмы, бананы, ананасы, какао).

Преобладание густых многоярусных лесов с исключительным разнообразием флоры и фауны. Животный мир экваториальных лесов богат и разнообразен, многие животные обитают на деревьях. Многочисленны обезьяны, такие как мартышки и шимпанзе. Разнообразны птицы, насекомые, термиты. К наземным обитателям относят мелких копытных (африканский оленёк и т. п.).

Локальный уровень

   Местность — в ландшафтоведении — морфологическая единица ландшафта, природно-территориальный комплекс более высокого ранга, чем урочище. Является наиболее крупной морфологической частью ландшафта, характеризующейся особым вариантом сочетания основных урочищ данного ландшафта. Ведущими признаками обособления местностей служат рельеф или характер его расчленения. Местность не является обязательным элементом морфологической структуры ландшафта .

   Примером местности в пойменном ландшафте может служить  параллельно-гривистая пойма, мелкогривистая сегментная пойма и центральная выравненная пойма; в моренно-зандровом − моренная или зандровая равнина.

   Урочище в физической географии, одна из морфологических частей ландшафта географического, сопряжённая система фаций ландшафтных. У. формируются чаще всего на основе какой-либо формы рельефа (выпуклой или вогнутой, единой по генезису и возрасту), располагаются на однородном субстрате и объединяются общей направленностью физико-географических процессов. Примеры У. – моренный холм, верховой болотный массив, солончаковая впадина. В широком понимании У. – любая часть местности, отличная от остальных (например, лес среди поля).

   Подурочище — морфологическая единица ландшафта, природно-территориальный комплекс более высокого ранга, чем фация и более низкого, чем урочище. Подурочище не является обязательным элементом морфологической структуры ландшафта. Подурочище представляет собой сопряжённый ряд, образованный группой тесно связанных генетически и динамически фаций, расположенных на одном элементе мезорельефа одной экспозиции и объединённых общими процессами перераспределения питательных веществ, тепла и влаги.

Примерами подурочищ могут являться фации южного склона балки или западного склона моренного холма. Фации, входящие в состав подурочищ, могут различаться некоторыми свойствами почв (гранулометрическим составом, степенью оподзоленности, интенсивностью процессов смыва и т. д.) и растительности (находящейся в прямой зависимости от уровня грунтовых вод и закономерно меняющейся по градиенту увлажнение вверх или вниз по склону).

   Фация (от лат. facies — лицо, облик) — предельная категория геосистемной иерархии, характеризующаяся полной гомогенностью, элементарная морфологическая единица географического ландшафта и структурная часть подурочища.

   Фации обычно территориально совпадают с нано- и микроформами рельефа. В биогеоценологии принята трактовка понятия «биогеоценоз» как экосистемы, пространственно совпадающей с фацией, академик В. Б. Сочава предложил понимать под биогеоценозом конкретный выдел фации, в таком случае сама фация — низовое классификационное объединение биогеоценозов, то есть типологическое понятие (вид биогеоценозов).

Основные характеристики

Однородность материнской породы, микроклимата, водного режима, почвы.

Расположение в пределах одного биоценоза.

  Многообразные варианты ландшафтной фации обуславливаются естественными природными различиями и различными формами деятельности человека (вырубка лесов, распашка, мелиорация земель и др.)

   Фации делятся на несколько типов – морские, континентальные, переходные (лагунные, дельтовые) и прибрежные морские (область литорали).

   Литологические признаки: галька, гравий, крупнозернистый песок, гравелит, конгломерат, песчаники. Цвет пород: красновато-бурый. Разнонаправленная слоистая текстура.

   Палеонтологические признаки: животных нет, возможно присутствие ракушечника. Как исключение могут быть мангровые леса.

  Геохимические признаки: гидроксиды железа.

  Термин фация помимо ландшафтоведения используется также в геологии, биогеографии, почвоведении.