Ландшафтознавство

Варто мати на увазі, що перелічені види динаміки ландшафту тісно пов'язані й переходять один в одного, отож їх розрізнення має дещо умовний характер. Так, в основі зміни стану ландшафту лежить посилення, послаблення або поява нових процесів у ньому. Наприклад, перехід ландшафтного комплексу з пізньозимового стану у ранньовесняний стає можливим завдяки таким процесам, танення снігу, стікання талої води по поверхні схилів і її фільтрація крізь педо- та літогоризонти, прогрівання поверхні ґрунту та приземного шару повітря, початок процесу фотосинтезу, активізація мікробіологічних процесів у ґрунті тощо.

Отже, функціональна та етологічна динаміка тісно пов'язані між собою. Такий самий тісний зв'язок існує й між еволюційними та динамічними змінами ландшафту. Динамічні зміни підготовляють його еволюцію й часто дослідникам надто складно відрізнити які часові зміни ландшафту слід вважати динамічними, а які носять еволюційний характер.

 

 

Вивчення функціонування, або функціональної динаміки, ландшафту полягає у з'ясуванні часових закономірностей у протіканні різних процесів у ландшафті і їх зв’язку між собою. При цьому традиційно наукове ландшафтознавство зосереджується на дослідженні природних процесів – транспірації, випаровування, фільтрації води, розкладу і синтезу органічних речовин ґрунту тощо. Вплив людини на функціонування ландшафту позначається на характері перебігу цих процесів – їх прискоренні, затуханні, зміні інших часових характеристик (амплітуди, періодичності тощо), а також у виникненні нових або руйнуванні існуючих зв'язків між окремими процесами (наприклад, при надмірному випасанні у схилових ландшафтних комплексах – між поверхневим стоком і випаровуванням).

У ландшафті протікає дуже багато різноманітних процесів. Кожен із них вивчається відповідними науками: транспірація та виділення фітоценозом СО2 – фізіологією рослин, розклад і синтез гумусу – ґрунтознавством, фільтрація води – гідрогеологією, турбулентна віддача тепла в атмосферу – метеорологією тощо. Хоча ці процеси пов'язані між собою, однак названі та інші «галузеві» науки не ставлять собі за мету відшукати та описати мережу цих зв'язків. Цю важливу функцію бере на себе наукове ландшафтознавство. Отже, його головне завдання полягає не у вивченні окремих природних процесів, що протікають у ландшафті, а у встановленні закономірностей взаємозв’язку між ними, у пізнанні ландшафту як складного комплексу пов’язаних між собою процесів.

Можливі декілька підходів до виявлення взаємозв’язків між окремими природними процесами. В екології, наприклад, популярності набув метод імітаційного моделювання екосистем. Він полягає у складанні складних математичних моделей, які являють собою сукупність рівнянь, що описують залежності одних процесів в екосистемі від інших (Дж. Форрестер, Г. Лайкенс та ін.). В ландшафтній екології при дослідженні функціонування ландшафтів ґрунтуються понятті елементарного ландшафтного процесу. Ці процеси пов'язані між собою і з них, немов із «цеглинок», складається структура ландшафту як комплексу процесів. Завдання вбачається у пошуку цих структур і їх подальшому аналізі (Гродзинський, 2007). Такий підхід властивий також геофізиці ландшафту (Беручашвили, 1990), де також використовується метод балансів, у які намагаються звести матеріально-енергетичні результати перебігу різних процесів у ландшафтному комплексі (К. Дьяконов).

Для наукового ландшафтознавства властиво досліджувати взаємозв'язок між природними процесами шляхом з'ясування структури потоків енергії та якісно своєрідних субстанцій у ландшафтному комплексі. За такого підходу, функціонування ландшафту складається з наступних основних структурних блоків – потоки та трансформація енергії у ньому, вологообіг, геохімічний обіг (міграція, акумуляція та трансформація хімічних елементів і сполук), біопродуційний процес. Крім цих комплексів пов’язаних процесів істотне значення у функціонуванні ландшафтів мають також латеральне (горизонтальне) переміщення повітряних мас разом із субстанціями, що в них містяться (пилком і насінням рослин, мікроорганізмами, аерозолями, пилом тощо), біотичні міграції, трансформація енергії, пов’язаної із силою тяжіння, і гравігенні потоки тощо.

Вказані блоки процесів не слід розглядати як такі, що протікають окремо один від одного й не пов'язані між собою. Хоча розподіл потоків сонячної енергії у ландшафті описується своїми закономірностями (геофізичними), а продукування, деструкція та міграція біомаси – своїми (біогеохімічними та біоекологічними), та це зовсім не означає, що ці процеси протікають ізольовано один від одного. У ландшафті вони тісно сплетені в єдиний функціональний комплекс. Наприклад, така важлива ланка біопродуційного процесу, як фотосинтез залежить від кількості сонячної енергії, її хвильової природи та її інших особливостей. В свою чергу, потоки та трансформація сонячної енергії у ландшафті залежить від евапотранспірації та поглинанням енергії рослинністю, тобто потоки енергії пов'язані з біопродуційним процесом двосторонніми зв’язками. Аналогічний зв'язок властивий й іншим блокам процесів у ландшафті.

Усі процеси в ландшафті неможливі без їх енергетичного забезпечення – вони супроводжуються поглинанням, перетворенням, нагромадженням та вивільненням енергії. Основним джерелом енергії для більшості процесів у ландшафті є сонячна11. До верхньої межі атмосфери надходить 2 кал/см2•хв сонячної енергії. Проходячи крізь атмосферу, вона послаблюється атмосферними газами та пилом, причому менше всього послаблюється видиме світло, яке необхідне для фотосинтезу, тому він може відбуватися й у похмурі дні. Потрапляючи у межі ландшафтного комплексу, потік сонячної енергії істотно ускладнюється, трансформується в інші види енергії (теплову, хімічну, механічну) й набуває структури, яка схематично зображена на рис. 23.

  

 

сонячна радіація: R – сумарна; RI – пряма; RS – розсіяна; RA – відбита;