Природные зоны Земли и их изменение человеком
Цель лекции: знакомство с современными подходами к классификации природных и современных ландшафтов
План лекции
- Ландшафт как один из основных объектов изучения географии
- Закон географической зональности
- Гипотетический материк как модель природной зональности Земли
- Классификация современных ландшафтов
1. Ландшафт как один из основных объектов изучения географии
Ландшафты (природные комплексы) или природные территориальные системы – один из основных объектов изучения географии. Под влиянием антропогенной деятельности природные ландшафты преобразуются, меняют свои исходные свойства, в их развитии наряду с природными важную роль начинают играть и социально-экономические факторы. Вопрос о соотношении разных факторов развития для ландшафтов остается дискуссионным. По разным оценкам от 25 до 33% территории планеты остаются пока еще не затронутыми хозяйственной деятельностью, однако с увеличением численности населения эти площади все более сокращаются. В связи с этим можно вполне определенно говорить, что на большей части нашей планеты природные ландшафты заменены природно-антропогенными или антропогенными модификациями. Совокупность этих комплексов в первом приближении отражает современное состояние ландшафтов мира.
Очевидно, что рамки данной темы очень широки и охватывают множество направлений исследований. В рамках данной лекции мы остановимся на одном ее аспекте и постараемся ответить на вопрос: Что представляют собой в настоящее время пространства природных зон, которые отражены в школьных атласах на картах географических (неклиматических!!!) поясов и зон, в какой степени они изменены человеческой деятельностью? Напомним, что климатический пояс выделяется по общим особенностям циркуляции атмосферы, а его границы соответствуют среднемноголетнему положению атмосферных фронтов. Географический же пояс выделяется по всей совокупности компонентов природного комплекса: сочетанию рельефа, почв, растительности и т.д. Его выделение на местности обычно довольно затруднительно, т.к. часто граница представляет собой не линию, а полосу смены параметров тепла и влаги, в большинстве случаев и определяющих смену всех остальных компонентов. Для ответа на этот вопрос сначала мы рассмотрим основные теоретические понятия, применяемые при исследовании ландшафтов макрорегионального и глобального уровня, гипотетический материк как модель географической зональности, проанализируем размещение населения и характер использования земель на материках.
Изучение современного состояния ландшафтов мира можно отнести к исследованиям природно-территориальных комплексов макрорегионального и глобального уровней. Для них характерен целый ряд сложностей и ограничений:
1) необходимость анализа большого количества разнородного фактического материала, относящегося к разным по своим свойствам ландшафтам;
2) чрезвычайная актуальность генерализации информации;
3) приоритет типизации в ущерб индивидуализации, а также синтеза над анализом;
4) необходимость гипотез, учитывающих все разнообразие ландшафтов мира.
Таким образом, изучение ландшафтов макрорегионального уровня представляет особый род исследований, и работы по этому направлению немногочисленны как в отечественной, так и в зарубежной географии. В то же время без подобных работ сложно представить изучение глобальных изменений природной среды и общества, ставших в последнее время одним из важных направлений исследований в географии.
2. Закон географической зональности
В отечественной географической науке еще во времена В.В. Докучаева, уже почти полтора столетия назад, была выдвинута гипотеза о зональности, с успехом отвечавшая на все сложности, изложенные выше.
В ходе ее последующего развития появился закон о географической зональности, который часто называют основным законом географии. Как известно, приход тепла на земную поверхность зависит от географической широты. В зависимости от распределения тепла на планете выделяют тепловые пояса – 2 тропических, 2 умеренных, 2 холодных и 2 поясов вечного мороза. Обширному пространству теплового пояса соответствуют разные типы циркуляции атмосферы со свойственными им барическими системами. В зависимости от этого в пределах тепловых поясов выделяют пояса с особым свойственным только им типом циркуляции атмосферы. В отечественной климатологии эти климатические пояса получили названия по типам основных воздушных масс – экваториальный, тропический, умеренный, арктический (антарктический). Пояса, где в течение года господствуют различные типы атмосферной циркуляции, получили к названию основного пояса приставку суб-. Однако говоря о законе географической зональности следует помнить, что дифференциация на климатические пояса (она определяются лишь атмосферными процессами) есть частный случай зональности географической, охватывающей природный комплекс целиком. Об этом не следует забывать, в связи с тем, что в некоторых атласах мы видим проведенные на картах природных зон границы климатических поясов. В этом случае мы имеем дело с явным смешением понятий.
Другое дело, что называются географические пояса почти также как климатические: исключение составляет лишь арктический (антарктический) пояс, названный полярный. Но выделяются они, в отличие от климатических по комплексу признаков. Наряду с широтной дифференциацией на пояса существуют и долготно-секторная дифференциация – в средней школе она отдельно не дается (ее элементы прослеживаются в курсе географии России, в разделе, где речь идет о типах климата). Сектора, в отличие от поясов, выделяются по типу адвекции влаги, т.е. механизму ее переноса с океана на материк или наоборот.
Следующая ступень в дифференциации географической оболочки – природные зоны, характеризующиеся уже соотношением тепла и влаги и называемые, как всем известно, по типу растительности.
Эти три вышеперечисленных единицы отражают зональную дифференциацию географической оболочки, находящую свое отражение на карте географических поясов и природных зон.
Однако данную широтно-поясную дифференциацию нарушают находящиеся на поверхности планеты горные районы, где широтная зональность уступает место высотной поясности. Наряду со столь очевидными фактами нарушения зональности есть и другие примеры. В районах распространения ландшафтов на песчаных, известняковых отложений, а также на лавовых покровах в разных поясах также часто есть много общего, зачастую больше, чем между этими и соседними ландшафтами одного и того же пояса. Итак, в географической оболочке мы имеем дело с зональной и азональной дифференциацией.
Рис. 1. Дифференциация географической оболочки
Рассмотрим подробнее, как же действует механизм влияния географической широты на формирование ландшафтов. Для этого на графике по вертикальной оси отметим географическую широту – от экватора до полюсов, поместив в начало координат нулевую отметку широты. По горизонтальной же оси будем откладывать значения радиационных показателей: солнечной радиации на верхней границе атмосферы, суммарной солнечной радиации на поверхности земного шара и радиационного баланса на поверхности земного шара.
Рис. 2. Изменение солнечной радиации в зависимости от географической широты
Характер поведения кривых различен. Солнечная радиация на верхней границе атмосферы достигает своего максимума к экватору и плавно снижается к полюсам. При проходе через атмосферу часть солнечной радиации теряется, и картина немного изменяется – один горб у верблюда превращается в два – они соответствуют тропическим широтам земного шара, а впадинка между ними – экваториальным. Наконец, кривая радиационного баланса показывает, что он примерно одинаков в промежутке между 20 градусами широты. Итак, сформулируем определение зональности – это закономерное периодическое изменение различных процессов, явлений, отдельных географических компонентов и их сочетаний от экватора к полюсам.
3. Гипотетический материк как модель природной зональности Земли
Для более четкого понимания теоретических закономерностей распределения природных зон по поверхности суши Земли рассмотрим модель гипотетического, т.е. условного, предполагаемого материка. Он показывает модельное распространение природных зон. Попытки отобразить на воображаемом материке, сочетающем в себе свойства всех материков Земли, расположение природных зон предпринимались еще в прошлом веке. Климатолог Кеппен реализовал подобную модель для климатов Земли, затем ботаник Тролль использовал ее уже для растительных поясов. На модели, разработанной на кафедре физической географии мира и геоэкологии географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, отражено распределение географических поясов и природных зон.
Что такое гипотетический материк? Это, прежде всего, массив суши, окруженный со всех сторон океанскими водами, что определяет особенности циркуляции воздушных масс и механизмы влагообмена между материком и океаном. Контуры материка – результат отражения площадей, занимаемых сушей земли на разных широтах. Поэтому, в умеренных широтах северного полушария он – самый широкий, а в умеренных широтах южного полушария – самый узкий. Берега материка омывают океанические течения – теплые и холодные. На данной модели материка вся его поверхность принята за обширную равнину с абсолютными высотами над уровнем моря не более 200-500 метров. Ниже мы рассмотрим модель материка, где нашли отражение и горные системы.
Рис. 3. Гипотетический материк как модель широтной зональности
Основные показатели, характеризующие ландшафтные зоны - радиационный баланс, осадки, продолжительность вегетации и продуктивность. Радиационный баланс отражает соотношение прямой солнечной радиации и эффективного излучения Земли; он выше всего - 70 и более ккал./кв. см в зонах экваториального и субэкваториального пояса. Ниже всего – в зоне арктических пустынь. Радиационный баланс – важный показатель теплового баланса атмосферы. Продолжительность вегетационного периода в умеренных и более холодных широтах определяется температурными ограничениями, поэтому минимален он в зоне арктических пустынь. В более жарких поясах ограничением часто является повышенная засушливость, поэтому в зонах саванн и тропических пустынь он ограничен 7-8 месяцами. Биологическая продуктивность в ландшафтных зонах также нарастает от полюсов к экватору.
Таблица 1. Количественные показатели некоторых природных зон суши Земли
Поверхность суши Земли неравномерно распределена между географическими поясами. Наибольшую площадь (27%) занимает умеренный пояс, причем практически вся она сосредоточена в северном полушарии. Минимальные значения площадей характерны для экваториального и арктического пояса (по 4%). В целом на полярные районы на планете приходится почти четверть всей площади – 22%, чуть менее половины от этой территории составляет Антарктида. На жаркие районы земного шара – тропическую зону – приходится 37% площади суши.
Рис. 4. Распределение суши Земли между географическими поясами
В более холодных условиях полярного и субполярного поясов количество ландшафтных зон минимально (по 2); наибольшее их количество отмечено в умеренном и субтропическом секторах. Количество долготных секторов тесно связано с протяженностью пояса с запада на восток и разнообразием систем атмосферной циркуляции, наиболее четко секторность выражена в субтропическом поясе, где выделяются два приокеанических сектора (западный и восточный); один континентальный и два переходных. Меньше всего секторов в экваториальном и субэкваториальном поясах – приокеанический и континентальный. Наиболее высоко ландшафтное разнообразие в умеренном поясе.
4. Классификация современных ландшафтов
Характер преобразования человеком ландшафтов суши Земли отражен классификации современных ландшафтов, разработанной на кафедре физической географии мира и геоэкологии. Наряду с условно-коренными – природными, очень близкими к исходным типам ландшафтов выделяют также природно-антропогенные и антропогенные модификации. Наиболее близкие к природным ландшафты сохранились в тех районах планеты, где природные условия препятствовали их хозяйственному освоению – в полярном поясе, в континентальных секторах субарктического, субтропического и тропического поясов. Антропогенные модификации ландшафтов приурочены к приокеаническим секторам всех поясов (кроме полярного и субарктического).
При более подробном картографировании удается выделить и конкретные природные зоны, измененные хозяйственной деятельностью. В умеренном поясе – это широколиственные леса, степи и прерии; в субтропическом поясе – жестколистные средиземноморские леса и постоянно-влажные леса восточных секторов; среди ландшафтов субэкваториального пояса высокой степенью преобразованности выделяются типичные саванны и редколесья, а в экваториальном поясе – вечнозеленые леса с примесью листопадных пород.
Для каждого из поясов характерна своя структура землепользования, во многом, определяемая природными условиями территории. В полярном и субполярном поясах практически вся территория относится к категории прочих земель и лишь 2% занимают оленьи пастбища. Доля лесов выше всего в экваториальном поясе (54%), довольно высока она и в умеренном поясе (38%). Наиболее распахана территория умеренного пояса (26%), а доля пастбищ выше всего в тропическом поясе за счет его аридных районов.
По регионам мира структура землепользования также демонстрирует четкие закономерности. В Европе наиболее высокая доля пашен (обрабатываемых земель) и минимальна доля пастбищ. Наиболее залесенный регион – влажная Южная Америка, где леса занимают почти половину материка.