Ландшафтная структура и мелкомасштабное ландшафтное картографирование территории Чеченской Республики

Краткое описание

ВВЕДЕНИЕ...4

ГЛАВА 1. ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ЛАНДШАФТЕ, ЕГО СТРУКТУРЕ И МЕТОДАХ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ДИСТАНЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ...6

1.1. Представления о ландшафте...6

1.2. Иерархическая организация (существующие представления)...15

1.3. Пространственная структура (мозаика)...,...20

1 А. Опыт использования дистанционной информации для исследования

структуры и картографирования ландшафтов...24

1.5. Отображения свойств подстилающей поверхности в спутниковой

дистанционной информации...27

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

ИССЛЕДОВАНИЯ...30

2.1. Физико-географическое положение...30

2.2. Геологическое строение, тектоника...30

2.3. Рельеф...33

2.4. Климат...35

2.5. Внутренние воды...38

2.6. Почвенный покров...;...39

2.7. Растительный покров...43

ГЛАВА 3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ...48

3.1. Топографическая карта как основа для получения информации о рельефе...48

3.2. Дистанционная информация...50

ГЛАВА 4. МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА...57

ГЛАВА 5. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И АНАЛИЗ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЛАНДШАФТА...75

5.1. Преобразование топографической карты в цифровую модель рельефа...75

5.2. Преобразование дистанционной информации...75

5.3. Иерархическая организация рельефа...78

5.4. Иерархическая организация по дистанционной информации...79

3

ГЛАВА 6. ОТОБРАЖЕНИЕ СТРУКТУРЫ В КАРТАХ ТИПОВ РЕЛЬЕФА И

ЛАНДШАФТНОГО ПОКРОВА...81

6.1. Отображение структуры рельефа на основе классификации...81

6.2. Отображение структуры ландшафтного покрова на основе классификации данных съемки Landsat 5...83

6.3. Ландшафтная карта на основе совместной классификации рельефа и космического изображения...115

ГЛАВА 7. ОТОБРАЖЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЛАНДШАФТА В ИЕРАРХИЧЕСКОЙ

КЛАССИФИКАЦИИ...118

7.1. Построение двухуровневой ландшафтной карты и идентификация содержания выделенных классов...118

7.2. Линеаментная структура...134

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...136

ЛИТЕРАТУРА...139

ПРИЛОЖЕНИЕ...150

Введение

ВВЕДЕНИЕ

Целью работы является количественное определение параметров ландшафтной структуры на основе данных дистанционной информации и цифровой модели рельефа и разработка на этой основе мелкомасштабной ландшафтной карты, отображающей через пространственное сочетание типов состояния ее элементов и правила пространственной организации ландшафтного покрова (широко используемое в мировой литературе общее понятие «land cover», отражающее наблюдаемое обычно с помощью дистанционных средств сочетание различных состояний земной поверхности).

Для достижения поставленной цели последовательно решались следующие задачи:

• построение цифровой модели рельефа;

• преобразование каналов дистанционной съемки;

• определение параметров иерархической организации территории;

• построение карты типов рельефа;

• построение карты ландшафтного покрова с принятым максимальным разрешением на основе дистанционной информации;

• идентификация физического содержания выделенных типов;

• построение ландшафтной карты на основе совместной классификации рельефа и изображения;

• выделение иерархически соподчиненных пространственных структур;

• построение ландшафтной карты для двух иерархических уровней;

• отображение линеаментных структур ландшафтного покрова. Основные защищаемые положения:

• правила иерархической организации ландшафта;

• мелкомасштабная карта ландшафтного покрова и методы идентификации физического содержания, выделяемых типов его состояния;

• мелкомасштабная ландшафтная карта, отражающая иерархическую организацию исследуемого региона, и методы ее составления.

Научная новизна заключается в применении количественных методов анализа пространственной структуры ландшафта по цифровой модели рельефа и дистанционной мультиспектральной информации и составлении на этой основе мелкомасштабных ландшафтных карт.

Актуальность темы: ландшафтная структура интегрально отражает геологическую историю территории, современный климат, последовательность смен растительного и почвенного покрова в пространстве, хозяйственную деятельность. Количественный анализ информации, получаемой от космических средств дистанционного зондирования и цифровой модели рельефа, позволяет глубже понять правила ее иерархической организации. Ландшафтная карта, составленная на основе количественного анализа, может рассматриваться как одна из форм отображения этих правил. Отображая с известной точностью существующие пространственные закономерности в изменении состояний физических свойств структурных единиц территориальной организации, она становится важным инструментом познания природы и планирования хозяйственной деятельности. Мелкомасштабное картографическое отображение ландшафтной структуры, осуществляемое без прямых полевых исследований, создает основу для познания природы и оценки возможностей использования ее ресурсов и может рассматриваться как необходимая составляющая региональных физико-географического исследований.

Прикладной характер диссертационной работы определяется широким применением в мировой практике природопользования картографического отображения ландшафтного покрова. Защищаемые подходы к составлению карт, учитьгоающие представления об иерархической организации ландшафта, традиционные для отечественной географии, развивают это направление. В результате расширяется возможный спектр применения мелкомасштабных карт для оценки состояния среды при решении задач ландшафтного планирования, технико-экономического обоснования конкретных проектов хозяйственной деятельности и организации экологического мониторинга. Мелкомасштабные ландшафтные карты создают хорошую основу для планирования оптимальных схем проведения последующих целевых полевых исследований.

Работа выполнена в Институте географии РАН при тесном сотрудничестве с творческим коллективом кафедры физической географии и ландшафтоведения географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и лаборатории биогеоценологии им. В.Н. Сукачева Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, возглавляемым д.г.н. Ю.Г. Пузаченко и финансируемым в основном грантами РФФИ (96-06-65730, 99-05- 65099) и WWF.

ГЛАВА 1. ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ЛАНДШАФТЕ, ЕГО СТРУКТУРЕ И МЕТОДАХ ИССЛЕДОВАНИЯ И КАРТОГРАФИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ДИСТАНЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ

1.1. Представления о ландшафте

Земная поверхность на протяжении тысячелетий остается объектом исследования и жизненных интересов человека. На ней сформировалась среда, необходимая для существования и удовлетворения его потребностей. Термин «ландшафт» заимствован из разговорного немецкого языка (land - страна, край, schaft - суффикс, имеющий собирательное значение) (75). Современным представлениям о ландшафте, как о системно организованном целом, предшествовал длительный этап развития научной и философской мысли.

Развитие философских взглядов первых веков новой эры ознаменовано подходами к природе как к единому целому, состоящему из частей (элементов). При этом целое обладает не просто суммой свойств, характеризующих его части, но рядом новых, присущих только целому (76).

Постепенное разделение единой науки на отдельные дисциплины и направления привело к аналитическому этапу изучения природы. В конце ХГХ в. наука вступила в критический этап своего развития. География, распавшись на множество дисциплин, потеряла предмет своего исследования. К концу Х1Х-началу XX в. ученые осознали необходимость подхода к решению научных и хозяйственных проблем с позиций целостности природы, основанной на всеобщих связях явлений.

Одним из основателей учения о ландшафте признан В.В. Докучаев. Величайшими его заслугами являются создание науки о почве и учения о природных зонах. Классический труд В.В. Докучаева «Наши степи прежде и теперь» (1892) играет непреходящую роль в ландшафтоведении. В этом труде были сформулированы идеи целостности природы, взаимодействия естественных и антропогенных составляющих. Развивая эти идеи, он отмечал, что существенную роль в природе играют не отдельно взятые природные тела и явления, а их соотношение и закономерная связь. Им были сформулированы общие положения о природных зонах (39).

У В.В. Докучаева было немало последователей, продолживших развитие его идей, основанных на концепции природной зональности, взаимодействии живой и неживой природы. Среди них известные географы-исследователи, которые внесли вклад в развитие представлений о ландшафте: А.Н. Краснов (1862-1914), Г.Ф. Морозов (1867-1920), Г.Н. Высоцкий (1865-1940), Г.И. Танфильев (1857-1928), Н.Н. Сибирцев (1860-

1900), С.С. Неуструев (1874-1928), Б.Б. Полынов (1877-1952), Л.С. Берг (1876-1950) и многие другие.

Постепенно накапливающийся опыт исследования в различных направлениях физической географии и разномасштабные комплексные исследования все больше указывали на существование закономерных территориальных сочетаний природных компонентов. Таким образом, весь предыдущий ход развития физической географии подготовил базу для формирования представлений о ландшафте как «новом» объекте исследования. Окончательно представления о ландшафте сформировались с введением понятия «ландшафт» в научный обиход Л.С. Бергом в 1913 г., который отметил, что именно ландшафты являются объектом исследования географии (12). Он предложил следующее определение: «Природный ландшафт есть область, в которой характер рельефа, климата, растительности и почвенного покрова сливается в единое гармоническое целое, типически повторяющееся на протяжении известной зоны Земли» (13, с. 116).

Значительно обогатили представления о ландшафте и учение о географической оболочке А.А. Григорьева и о биосфере В.И. Вернадского в 20-х-30х гг. XX в. Детальное изучение природных компонентов и физико-географических процессов с учетом их взаимосвязи и природных законов позволило заложить основы для создания моносистемной (топической) модели, в соответствии с которой ландшафт следует рассматривать как единство, состоящее из природных компонентов.

Разносторонние исследования ландшафта развивали идеи о его морфологии, способствовавшие изучению горизонтальных связей. Получаемые результаты приводили к двуединому толкованию этого множественного и разнообразного объекта. Одни исследователи подходили к ландшафту как к индивидуальной географической единице, другие — как типологической. Это сформировало соответствующие научные подходы в ландшафтоведении. Развитие идей о ландшафте породило много научных споров, хотя в целом можно считать, что они не противоречили, а взаимодополняли друг друга.

Российское ландшафтоведение основано на генетической концепции, которая рассматривает ландшафт как территорию с общей историей развития, а его гетерогенность объясняет иерархической организацией структуры. Основоположником ее считают Л.С. Берга, продолжателями - Н.А. Солнцева и его последователей. Ими была разработана наиболее полная логическая модель ландшафта, включающая в себя типологическую и пространственно-иерархическую составляющие. В соответствии с

8

ней «ландшафтом (географическим) следует называть такую генетически однородную территорию, на которой наблюдается закономерное и типическое повторение одних и тех же взаимосвязанных сочетаний: геологического строения, форм рельефа, поверхностных и подземных вод, микроклиматов, почвенных разностей, фито- и зооценозов» (111, с. 12). В результате анализа проведенных ландшафтных исследований и накопленного научного материала были выделены следующие наиболее важные отличительные признаки и свойства ландшафта (7).

1) ландшафт занимает довольно значительную территорию, обычно измеряемую сотнями квадратных километров;

2) ландшафт обособляется на участке земной коры, имеющем одинаковое геологическое строение; переход на участок с другим геологическим строением будет знаменовать переход в другой ландшафт;

3) ландшафт обязательно представляет собой генетически однородную территорию;

4) в результате единства геологического фундамента и последовательно сменявшихся однотипных палеогеографических событий каждому ландшафту свойствен вполне определенный набор форм рельефа;

5) ландшафт обладает одинаковым климатом, который дифференцируется на целый ряд местных климатов и микроклиматов, закономерно повторяющихся на его пространстве;

6) тепло и влага, поступающие на поверхность ландшафта, перераспределяются по элементам его рельефа, благодаря чему в нем формируется система закономерно повторяющихся местообитаний для его биогенных компонентов (растительных и животных сообществ);

7) формы и элементы форм рельефа, а также литологический состав поверхностных пород служат той основой, на которой происходит обособление более мелких природных территориальных единиц - морфологических частей ландшафта; они закономерно повторяются, образуя в совокупности единую генетически связанную систему, которую называют морфологической структурой ландшафта;

8) каждый ландшафт отличается от других ландшафтов своим внешним видом; при этом физиономические различия соседних ландшафтов выражены тем сильнее, чем больше между ними различий в способе происхождения и в последующей истории развития; ландшафты, сходные по истории развития, внешне мало различимы.

Заложение основ геохимии ландшафта Б.Б. Польшовым в конце первой половины XX в. (позже в 60-е гг. исследования в этой области детально проводились М.А. Глазовской, А.И. Перельманом) и биогеоценологии В.Н. Сукачевым наряду с учением о морфологии ландшафта значительно обогатили содержание понятия «ландшафт» (46).

В середине XX в. появляется теория саморазвития и саморегуляции ландшафта и взгляды на ландшафт как на неразложимый элемент географической реальности, ландшафт-кирпичик земной природы (9, 80). Взгляды на ландшафт дополнились представлениями о ландшафте как некотором подобии механизма со свойственным ему круговоротом вещества и энергии. Его предлагалось представить с помощью количественных показателей (8).

Во второй половине XX в. представления о ландшафте еще более усложняются. В производство вовлекается огромное количество природных ресурсов и увеличивается степень техногенного воздействия на природу. Все это отразилось на экологическом состоянии ландшафтов, а также привело к истощению их природных ресурсов. Для решения многих проблемных ситуаций необходимо было по-новому взглянуть на вопросы, связанные с оптимизацией природной среды. Поэтому с середины 60-х гг. географы-ландшафтоведы ставят перед собой задачи исследования структуры и функционирования ландшафтов (45,46).

Объективные законы развития науки и запросы общества привели к созданию общей теории систем, ставшей концептуальной основой, поворотным моментом в исследованиях как природных, так и общественных явлений (14). Великие ученые — АХумбольдт, К. Риттер и В.В. Докучаев — одними из первых осознали необходимость применения единой теории для изучения сложных объектов и всего разнообразия природы в ее единстве (76).

В 1963г. В.Б Сочава вводит в науку понятие «геосистема» как синоним ландшафта, под которой понимается земное пространство любой размерности, где отдельные компоненты природы находятся в системной связи друг с другом и, как определенная целостность, взаимодействуют с космической средой и человеческим обществом (112). Системный подход предопределил взгляды на ландшафт, как на сложнейший объект, представляющий собой интеграцию некоторого множества географически значимых элементов и связей в пространстве и времени (36, 75, 102, 112), а также на методы исследований в физической географии (120). Исаченко А.Г. добавляет к этому зональный признак, определяя ландшафт как генетически единую

10

геосистему, однородную по зональным и азональным признакам, состоящую из специфического набора сопряженных локальных геосистем (46). Ландшафт, как считает АХ.Исаченко, — узловая единица в иерархической организации природных геосистем, т. к. он играет базисную роль в многообразии геосистем различных уровней и рангов. Н.А. Солнцев также придерживался мнения, что исходной единицей в ландшафтоведении следует считать ландшафт (7).

Развивая представления о геосистемах, К.Н. Дьяконов (41, 42) отмечает, что это открытые динамические системы от фации до географической оболочки в целом, генетически и функционально с ней связанные; природные единства, образованные вещественно-энергетическими компонентами (воздушными, водными, минерально-грунтовыми и биологическими массами), взаимодействие которых рождает новый тип существования и состояния материи - приземный слой воздуха, почву, часть коры выветривания (носитель эмерджентных свойств).

Ф.Н. Мильков также учитывает зональные черты земной поверхности и придерживается следующего определения ландшафта: физико-географический ландшафт есть совокупность взаимообусловленных и взаимосвязанных сложным физико-географическим процессом элементов природы, предстающих перед нами в образе тех или иных исторически сложившихся, находящихся в непрерывном развитии и воздействии человеческого общества, пространственных группировок (68). Ф.Н. Мильков является крупнейшим исследователем в области антропогенного ландшафтоведения (69).

Внедрение временного подхода в представления о ландшафте как о закономерной смене переменных состояний или о динамических рядах, о роли «памяти» ландшафта, все большее применение количественных (математических) методов и новейших технологий привело к чрезвычайному углублению научных исследований.

Следует отметить также концепцию, с точки зрения которой ландшафты образуются в поле вещественно-энергетических потоков бассейновой геосистемной структуры (40).

В.А. Николаев (1979, 2000), обобщая представления о ландшафтах, отмечает его сложность и многогранность и определяет его как геосистему региональной размерности, состоящую из локальных геосистем (фаций, урочищ, местностей), взаимосвязанных генетически и функционально, сформировавшихся на единой морфоструктуре в условиях местного климата, иерархически сопряженных и закономерно сменяющих друг друга, образующих определенный тип рисунка

11

(текстуры. Кроме того, он отмечает, что ландшафт — эволюционирующая геосистема, со свойственным ей полигенезом морфологической структуры, обладающая исторической памятью (76).

Все приведенные примеры определений можно объединить в следующие группы:

1) ландшафт как природное образование;

2) ландшафт как территориальная система, в которой взаимосвязаны как природные, так и общественно обусловленные антропогенно-техногенные элементы (антропогенные ландшафты);

3) ландшафтом обозначаются как не затронутые деятельностью человека природные территориальные системы (природные ландшафты), так и территориальные системы, в которых взаимодействуют природные и антропогенные элементы (антропогенные ландшафты). Обе категории выступают в качестве объектов мероприятий по охране природы (79).

Параллельно с российской концепцией о ландшафте в первой половине XX в. развивались и зарубежные. Еще на рубеже XIX-XX вв., когда объект физической географии не именовался ландшафтом, у разных авторов он имел свое содержание. Немецкий географ О. Шлютер в 1906 г. ландшафтами называл пространства, доступные обозрению, а элементами этого пространства он считал политику, экономику, рельеф, среднестатистические показатели климата и др. (35). Среди других авторов, определяющих ландшафт, отмечают немецкого географа 3. Пассарге (35, 46). В 1908 г. вышла его работа, посвященная ландшафтам Африки, в которой ландшафтами (природными) были названы регионы, в которых строение почвы и климата, растительного и животного мира, а также относящиеся к ним люди и их культура обнаруживают однородную связь. Основатель научной школы географии человека П. Видаль де ля Блаш в 1899 г. высказал идею об однородных территориях, в формировании которых особую роль играет взаимодействие человека и окружающей среды. Под таковыми он подразумевал протяженное пространство, имеющее определенную таксономическую иерархию, и являющееся одним из связующих звеньев земного организма (35, 46). Английский исследователь Э.Дж. Гербертсон в 1905 предложил схематическое деление земной поверхности на основе единства рельефа, климата и растительности. В качестве высшей единицы был принят тип естественных районов, который сочетает в себе общие широтно-зональные сходства и различия (35, 46).

12

В основе современных зарубежных концепций ландшафта лежат представления, связанные с особенностями хозяйственно-экономической и природоохранной деятельности. Западно-европейский подход ориентирован на решение задач ландшафтной экологии - landscape ecology (термин впервые был использован немецким географом и экологом К.Троллем в 1939 г.). В рамках этой науки развиваются такие направления как ландшафтное планирование и использование земель (landscape planning, land use). Объектом изучения ландшафтной экологии являются комплексы (специфические секции ландшафта), возникшие в результате взаимодействия естественного ландшафта и социума. В целом, европейский подход ориентирован на выявление ландшафтных систем, отвечающих задачам социально-экономического характера (23, 131).

Американский подход также связан с ландшафтной экологией. Но в отличие от европейского, он направлен на выявление роли потоков вещества и энергии в формировании ландшафтов, на выявление роли человеческого фактора в их развитии. В целом же американские исследования сфокусированы в области анализа пространственной размерности (spatial scale), характера распределения и содержания экосистем (135). С точки зрения американского подхода ландшафт рассматривается как некоторая однородная доминирующая экосистема, которая состоит из пятен (patches) других типов экосистем, соединенных или не соединенных друг с другом коридорами (узкими линейными обособленными пространствами — corridors) (135).

Несмотря на столь большое разнообразие взглядов на ландшафт, в целом в них сохраняется идея его целостности, всесторонних взаимосвязях частей, отличия свойств элементов (частей) от свойств целого. В результате отражается системная организованность ландшафта в пространстве и во времени.

Пузаченко Ю.Г. (92) обобщает представления о ландшафтах в зависимости от разных подходов.

С позиций визуального подхода ландшафт - это:

1) деревья, кусты, наземный покров и цветы, растущие вокруг места жительства или работы в организованном дизайне;

2) это любой естественный пейзаж;

3) вид пейзажа земли, часто используемый в искусстве как материальный субъект;

4) совокупность связанных форм рельефа или земной поверхности, которую можно охватить одним взглядом;

13

5) то, как это воспринимается людьми и означает территорию, характер которой является результатом действия и взаимодействия природных и человеческих факторов;

6) все природные элементы, такие как поля, холмы, леса и воды, которые отличают одну часть земли от другой; обычно относят к той части земли или территории, которую глаз может охватить одним взглядом, включая все ее природные характеристики; эти характеристики есть результат не только природных сил, но и человеческих действий и землепользования.

С позиций экологического подхода ландшафт - это:

1) территория, содержащая мозаику из пятен, выделов (patches) покрова земли;

2) мозаика различных пятен (patches) естественных и используемых земель в пределах географического региона;

3) гетерогенный участок земной поверхности, состоящий из групп взаимодействующих экосистем, которые подобно повторяются в пределах этого участка;

4) мозаика, повторяющихся экосистем на данном географическом участке; будучи гетерогенна, территория имеет структуру и функциональные взаимоотношения между матрицей и различными пятнами и коридорами;

5) мозаика, в которой группы локальных экосистем повторяются в подобной форме на территориях размером в несколько километров;

6) гетерогенные земные участки взаимодействующих экосистем; ландшафт — основной подход к управлению ресурсами, принимающему во внимание разнообразие и изменчивость в ландшафте, включая его земли и воды, так же как и размеры, структуру и связанность его экосистем;

7) территория, состоящая из взаимодействующих и взаимосвязанных экосистем, которые разнообразно чередуются в результате влияния геологии, рельефа, почв, биоты и человека по всей территории;

8) большая территория земли, состоящая из взаимодействующих экосистем, которые повторяются в зависимости от факторов, таких как геология, почвы, климат и человеческое воздействие; ландшафты часто используют для крупного (грубого) структурного анализа (крупнозернистого анализа);

9) особенности, образы и структура специфической географической территории, включающая биологический состав, физическую окружающую среду и антропогенные или социальные системы; территория, в которой взаимодействующие экосистемы сгруппированы и повторены в подобных формах.

14

С позиций географического подхода ландшафтом считается:

1) бассейн или серии подобных и взаимодействующих бассейнов, обычно размерами между 10 000 и 100 000 га;

2) определенная географическая область, характеризуемая такими фундаментальными чертами, как биологический состав, физическая окружающая среда и антропогенные или социальные структуры;

3) формальное выражение многочисленных отношений, существующих в данный период между индивидуумами (или социумом) и топографически обозначенной территорией, появление которой через какое-то время есть результат действия природных и человеческих факторов и их комбинаций (Совет Европейских рекомендаций по интеграции охраняемых культурных ландшафтных площадей как части ландшафтной политики);

4) участок планирования, обычно до 100 000 га, ограниченный такими топографическими или географическими характеристиками, как бассейн или серия бассейнов;

5) бассейн или серия связанных бассейнов или других природных биофизических (экологических) единиц, в пределах больших районов земельного и ресурсного планирования (ландшафтный уровень); этот термин используется для планирования охраны и он не связан с визуальным ландшафтным и обзорным управлением.

Таким образом, практически во всех определениях ландшафта отражается идея его территориальной комплексности по определенным правилам сочетания его разнотипных образований различного масштаба.

Содержание понятия «ландшафт» весьма многообразно и часто определяется интересами исследователя (92). Однако во всех случаях в определениях сохраняются представления о мозаике состояний некоторых территориальных единиц, однородной на некотором пространстве и подчиняющейся единому правилу организации. Можно констатировать, что, несмотря на все разнообразие понятия «ландшафт», во всех его вариантах остается неизменным представление, сформулированное Л.С. Бергом.

В соответствие с этим в защищаемой работе ландшафт рассматривается как общее понятие, определяющее пространственные однородности различных масштабов, которые отражают территориальные уровни организации природы и хозяйственной деятельности. К этим объектам применимо также широко используемое в мировой литературе и практике понятие «ландшафтный покров» (Land Cover), под которым

15

понимается наблюдаемое обычно с помощью дистанционных средств сочетание состояний элементарных территориальных единиц в принятом масштабе наблюдений.

По мере расширения и углубления круга интересов науки представления о ландшафте продолжают изменяться и развиваться, т.к. они неразрывно связаны со сферой господствующих интересов и потребностей общества.

1.2. Иерархическая организация (существующие представления)

Исследования второй половины XX в. тесно связаны с проблемами иерархической организации. Иерархичность пространственная, временная, пространственно-временная — наиболее актуальные задачи современного ландшафтоведения. Появление кибернетики, науки об управлении сложными динамическими системами, а также оформление общей теории систем, повлияло на применение понятия «организация» при исследовании структуры сложных объектов, в том числе и ландшафтов. В данном случае общенаучное понятие организации (от лат. organizo — сообщаю стройный вид, устраиваю) связано с поисками закономерностей соединения гетерогенных компонентов, частей, комплексов более низкого ранга в единое целое. Явление организации затрагивает также вопросы устойчивости целого, отражающегося в упорядоченности и функционировании его элементов, т.е. в его структуре (81). Явление пространственной иерархической организации ландшафта, открытое российской школой ландшафтоведения в 50-х гг. XX в. (ПО). При этом иерархия ландшафта рассматривалась в первую очередь как отображение иерархической организации рельефа и геологических структур.

В зарубежных концепциях (в частности, в экологическом подходе) экосистемы/системы окружающей среды также рассматриваются как сложные и многомасштабные объекты (multiscale environmental systems). Объектом экологов с позиций иерархии являются системы, включающие в себя как одиночные или малые организмы с их окружающей средой (низкий уровень иерархии), так и сложные сочетания систем верхнего уровня биосферы (156). Во всех концепциях, связанных с иерархией, отражаются идеи вложенности структур друг в друга и подчинения систем более низкого уровня системам верхнего, более сложного уровня.

В целом при изучении организации решаются следующие задачи: 1) из каких элементов состоит целое; 2) в чем выражается их внутренняя упорядоченность, согласованность, взаимодействие; 3) какова совокупность процессов, ведущих к образованию и совершенствованию взаимосвязей между частями целого (81). В

16

моносистемной модели ландшафта в качестве частей рассматриваются его компоненты и их свойства, в полисистемной - геосистемы более низких рангов.

Представления об иерархической организации ландшафтов возникли на основе обобщения теоретико-эмпирического материала. Иерархия (греч. hieros — священный и arche — господство) — это подразделение с возрастающим значением и уменьшающимся числом членов, например, иерархия наук, иерархия ценностей (117). Разделение целого на структурные части основано в разных науках на использовании различных критериев. Например, в геологии иерархия объектов рассматривается в следующем порядке: кристаллы — минералы — горные породы — геологические формации — тектонические структуры различных порядков (Земля в целом, земная кора); в геоморфологии: нанорельеф — микрорельеф — мезорельеф — макрорельеф — мегарельеф; в биологии: молекула — клетка — ткань - орган — организм — биоценоз — биом — биостром - биосфера (76). В общем случае иерархия определяется как соотношение системы и ее частей, где части сами являются системой, в свою очередь состоящей из частей (88).

В ландшафтном пространстве иерархию составляют геосистемы различных масштабов и уровней {табл.1, 2).

Таблица 1. Схема иерархии геосистем (46).

о Я о к

s

о

Щ

3

а

к

а

a

и

Рч

Л

К SJ

а о

ft

3

А

Эпигеосфера

Ландшафтные зоны, страны, области и др.

Ландшафтная провинция

Ландшафтный округ

Ландшафт

Местность

Урочище

Фация

Виды ландшафтов

Виды местностей

Виды урочищ

Виды фаций

Классы ландшафтов

Классы местностей

Классы урочищ

Классы фаций

Типы ландшафтов

Типы местностей

Типы урочищ

Типы фаций

Геосистемы состоят из некоторого количества элементов. Каждая геосистема входит в качестве структурного элемента в более крупную. Существующие схемы

17

физико-географического районирования, несмотря на некоторые различия, в целом отражают общие принципы иерархии систем (таблицы 3, 4).

Таблица 2. Иерархия природных геосистем (76).

Геосистемные уровни Иерархические таксоны геосистем

Планетарный Ландшафтная оболочка

Географические пояса

Континенты, океаны

Субконтиненты

Региональный Физико-географические:

Страны

Области

Провинции

Районы

Ландшафты

Локальный Морфологические единицы ландшафта:

Местность

Урочище

Подурочище

Фация

Таблица 3. Система таксономических единиц (116).

Н.А. Гвоздецкий, 1957, 1959, 1960 Н.И. Михайлов, 1962 Е. Кондрацкий, 1965,1968 Физико-географическое районирование СССР, 1968 Физико-географическое районирование Укр. ССР, 1968

— Суша, мировой океан — — —

— Материк — — —

Страна Страна Территория Страна —

Зона, в горах область Зона, область в горной стране Зона Зона, в горах область Зона

Провинция Провинция Провинция Провинция Провинция

Подзона, в горах подпровинция Подпровинция область

Округ — — — —

Район Район Макрорайон — Район

Подрайон Ландшафт Мезорайон — —

Микрорайон Урочище Микрорайон — —

— Фация — — —

Список литературы