Ландшафтознавство

Отже, з усієї множини проявів і якостей ландшафту як цілісного феномену геофізика ландшафту зосереджується на пізнанні його фізичної сутності. Це не означає, що морально-етичні цінності ландшафту, соціальні процеси та органічне життя у ньому геофізика ландшафту намагається пояснити через закони фізики. Вона лише претендує на те, щоби за допомогою методів фізики, її законів та інших теоретичних досягнень дослідити ті риси ландшафту, які визначаються насамперед його речовинністю, потоками енергії у ньому та впливом фізичних полів на перебіг процесів у ландшафті. Таким чином, геофізика ландшафту в якості предмету своїх досліджень виокремлює з ландшафту, як об’єкту ті його властивості та риси, що мають фізичну природу, а інші його об’єктивні риси й властивості є предметом дослідження інших наукових розділів ландшафтознавства – геохімії, екології, естетики ландшафту та ін.

Н. Беручашвілі (1990) наголошує, що геофізика ландшафту є одним із розділів ландшафтознавства, а не пограничною з геофізикою науковою дисципліною. Цей розділ має власний предмет і методи дослідження й лише при вирішенні деяких задач вдається до використання методів сейсмології, гравіметрії та деяких інших розділів геофізики. При цьому ці методи здебільшого застосовуються при дослідженні фізичних процесів і явищ, які протікають не власне у ландшафті, а значно нижче його нижньої межі.

Основними напрямами сучасної геофізики ландшафту є вивчення геофізичних балансів, що складаються у ландшафтному комплексі, дослідження його фізичної будови та з'ясування впливу на ландшафт геофізичних полів.

Балансовий підхід у геофізиці ландшафту запроваджувався О. Григор'євим, Д. Армандом, М. Будико, М. Львовичем та ін. Він дозволяє розглядати потоки речовини та енергії на вході та виході ландшафту, внутрішні перетворення та взаємозв’язок його компонентів. Основними типами балансів ландшафтних комплексів є радіаційний, тепловий, водний баланс і баланс речовин. Крім балансів геофізика ландшафті вивчає також і окремі фізичні режими ландшафтних комплексів, серед яких найбільш важливим вважається водний.

Радіаційний баланс описує джерела надходження, витрат і перерозподіл між складовими ландшафтного комплексу енергії. Основне рівняння радіаційного балансу виглядає так:

R= (I+S) (1-A) – Eеф

де: R – радіаційний баланс ландшафтного комплексу; І – пряма сонячна радіація; S – розсіяна сонячна радіація; A – альбедо; Eеф – ефективне довгохвильове випромінення.

Найбільш динамічним і таким, що має ландшафтну природу, є альбедо ландшафтного комплексу. Значення цього параметру змінюються протягом року і сильно залежать від господарської діяльності людини. Так, розорювання поверхні призводить до збільшення альбедо в 2 рази, що істотно впливає на радіаційний баланс в цілому. При зміні альбедо спостерігається зміни у мікрокліматі та місцевому кліматі ландшафтних комплексів.

Тепловий баланс описує перерозподіл тепла у ландшафтному комплексі та його витрати у зовнішнє середовище. Рівняння теплового балансу має вигляд:

R=L (E+T) +P+An+F+Bz -LC

де: R – тепловий баланс; L – прихована теплота пароутворення; E – фізичне випаровування; T – транспірація; P – витрати тепла на турбулентний обмін з атмосферою; An – потік тепла в ґрунт та з ґрунту; F – витрати тепла на фотосинтез; Bz – тепловий стік; LC – тепло, що виділяється при конденсації водяної пари.

Важливим є вивчення структури теплового балансу ландшафтних комплексів. У геофізиці ландшафту її прийнято аналізувати за допомогою показників, які оцінюють співвідношення між окремими статтями теплового балансу. Найбільш важливими з них є LE/R, Р/R, LE/Р. Ці ландшафтно-геофізичні показники називають показниками структури теплового балансу.

Водний баланс розглядається як інтеграційний механізм ландшафтних територіальних структур потокових типів. Його рівняння має вигляд:

X1=X2+r=SВ+Sn+U+E+T+BX+g+W,

де: X1 – атмосферні опади у рідинній фазі; X2 – опади у вигляді снігу; r – роса; SВ – поверхневий весняний стік; Sn – внутрішній ґрунтовий стік; U – підземний стік; E – фізичне випаровування; T – транспірація; BX – акумуляція вологи у прирості біомаси; g – фільтраційний потік води; W – зміни вологозапасів в ґрунті за час, на який складається баланс; Z – сумарний річний стік, або інтегральний стік із замикаючого створу ландшафтного комплексу.

Дослідження складових водного балансу ландшафтних комплексів важливе для прийняття рішень щодо їх меліорації, можливостей використання у сільському, водному господарстві тощо.

Від водного балансу слід відрізняти водний режим ландшафтного комплексу. Він визначається режимом живлення, водно-фізичними властивостями ґрунтів і порід зони аерації, характером рослинного покриву та кутом нахилу земної поверхні. Тип водного режиму є важливим показником ландшафтного комплексу, оскільки визначає багато його динамічних особливостей. За О. Роде, виділяються наступні типи водного режиму – мерзлий, промивний з підтипами тайгового, напівболотного, болотного та ін, періодично промивний з підтипами лісостепового та степового, непромивний, випітний з підтипами лучно-степовий, лучний, власне випітний. Водний режим ландшафтних комплексів змінюється протягом року.

Баланс речовини описує рух речовин у ландшафтному комплексі. Його загальне рівняння має вигляд:

Mx+Mp+MT+G=Hn+Hs+Hu+Hp+Hr+Hg,

де: Mx – прихід речовини з атмосферними опадами; Mp – те саме з водними потоками; MT – прихід речовини автохтонного походження з тектонічними рухами; G