Экологизация ландшафтоведения в конце 20 века

Около века тому назад на волне общенаучной революции, породившей системную парадигму, в ряде национальных географических школ, в том числе российской, появились первые ростки комплексных ландшафтно-географических и ландшафтно-экологических исследований. Ярким свидетельством тому могут служить труды В. В. Докучаева и его ближайших последователей А. Н. Краснова, Г. Н. Высоцкого, Л. С. Берга, Б. Б. Полынова и др.

Анализируя эти работы с позиций нашего времени, можно утверждать, что изначально их питали не только географические, но также экологические истоки. По сей день ландшафтоведение, ландшафтная экология, геоэкология чрезвычайно близки между собой как в теоретическом, концептуальном, так и в прикладном отношениях. Во многих конкретных изысканиях очень трудно четко отделить их специфические предметы исследования. Подтверждением тому служит предлагаемый ниже аналитический обзор инициативных проектов РФФИ по ландшафтоведению и геоэкологии.

В условиях дестабилизированной антропогенными воздействиями ландшафтной сферы и нарастающего экологического кризиса особый интерес вызывают проблемы эволюции природных и природно-антропогенных геосистем. Результаты палеоландшафтных изысканий позволяют более уверенно прогнозировать тенденции развития ландшафтов на ближайшую и относительно отдаленную перспективу. К числу подобных работ принадлежит исследование, выполненное коллективом географов Санкт-Петербургского университета по проекту "Реконструкция климата и горных ландшафтов севера Внутренней Азии в историческом прошлом". Научным руководителем проекта выступал кандидат географических наук К. В. Чистяков. Объектом изучения служили ландшафты Горного Алтая, Тувы, Западной Монголии.

Были проанализированы длинные ряды метеорологических данных по температуре воздуха и атмосферным осадкам. В соответствии с дендроиндикационными моделями тех же климатических показателей они позволили определить длительновременные тенденции горных ландшафтов. Изучение дендрообразцов, а также гляциогеоморфологические реконструкции показали, что в течение малого ледникового периода отчетливо выделяются наиболее благоприятные для развития горного оледенения фазы:

а) конец 17-го - начало 18-го веков;

б) первая половина 19-го века.

Судя по расчетам, при возможном равенстве количества атмосферных осадков в то время и теперь понижение средних летних температур должно было составить в указанные фазы примерно 1С.

Для реконструкции длительновременных флуктуаций атмосферного увлажнения использованы сведения о колебаниях уровня озер Монголии. Выявлена устойчивая тенденция увеличения годовых сумм осадков за последние 250 лет. Ее осложняют вековые ритмы атмосферного увлажнения и менее ярко выраженные 20-30-летние колебания. Современная динамика ландшафтов происходит на фоне резкого увеличения атмосферных осадков в течение последних двух десятилетий, что находит отражение в повышении уровня бессточных озер, замедлении отступания ледников, активизации возобновления лиственницы в среднегорьях, учащении наводнений и селей в горах.

Установленные путем использования комплекса косвенных методов временные интервалы колебания горных ледников севера Внутренней Азии оказались синхронными с пульсацией горного оледенения в Альпах и ряде других горных стран. В итоге реконструирована голоценовая история региона. Среднеголоценовый климатический оптимум, характерный для палеогеографических судеб западной половины Евразии, нашел отражение в степных и лесостепных областях Внутренней Азии. Будучи наиболее благоприятным по условиям атмосферного увлажнения и теплообеспеченности, он отличался некоторым увеличением лесистости ландшафтов.

Поздний голоцен, как и на равнинах Казахстана и Средней Азии, ознаменовался общей аридизацией ландшафтов. Отметим, что палеоландшафтные реконструкции, сопоставляемые с палеоклиматическими данными, представляют не только самостоятельный научный интерес. Они имеют исключительную прогностическую ценность. На их основе предпринята не одна попытка построения альтернативных сценариев развития ландшафтов в грядущем столетии в свете возможных изменений климата. В том числе наиболее вероятного потепления под влиянием нарастающего антропогенного загрязнения атмосферы парниковыми газами.

Антропогенная динамика и эволюция геосистем входят в число важнейших проблем современного ландшафтоведения. Инициативный проект "Динамика восстановления природных экосистем бассейна малой реки в подзоне хвойно-широколиственных лесов Русской равнины после снятия агрогенной нагрузки за последние 200 лет", выполнявшийся под руководством доктора географических наук М. И. Герасимовой, решал подобную задачу. Объектом исследования был выбран один из характерных ландшафтов в бассейне Средней Протвы.

Опираясь на картографические материалы Генерального межевания второй половины 18-го века, авторы проекта полагали, что распаханность изучаемой территории достигала в то время 90%. В 19 веке площадь пахотных угодий сократилась, а к нашему времени массив пришел занятым еловыми и широколиственно-еловыми лесами. Была предпринята попытка выявить последствия ускоренной эрозии почв в условиях былой распаханности. Для различных временных срезов выполнены расчеты и построены карты смыва почвы с пахотных угодий по известной модели Уишмеера-Смита. С целью верификации модели было изучено несколько почвенных разрезов, заложенных по ландшафтной катене. Они показали либо отсутствие, либо слабую выраженность последствий плоскостного смыва. Модельные расчеты не получили подтверждения в натурных наблюдениях.

В итоге высказано мнение о необходимости более точной интерпретации и проверки материалов Генерального межевания в отношении размещения сельскохозяйственных угодий. Представляется, что площадь пашни в Южном Нечерноземье в них неоправданно завышена. Почвенно-геоботанические исследования убеждают в том, что большая часть изученной территории на протяжении последних 200 лет оставалась залесенной, испытывая динамические циклы "лес - вырубка - лесовозобновление", в том числе искусственное.

Описанное исследование интересно прежде всего постановкой задачи и комплексом взаимодополняющих методов ее решения, включая историко-картографические, геоморфологические, почвенно-геохимические, геоботанические и др.

Внимание ряда отечественных ландшафтоведов привлекает в последнее время проблема ландшафтных экотонов. Экотоны представляют собой переходные буферные зоны (полосы) между смежными, достаточно контрастными по своей природе геосистемами. Им свойственно повышенное разнообразие ландшафтных структур, интенсивное проявление латеральных вещественно-энергетических потоков, особая динамичность флуктуаций и трендов.

Один из проектов РФФИ был посвящен анализу прикаспийской полупустыни как регионального ландшафтного экотона (научный руководитель - доктор географических наук В. А. Николаев). С позиций указанной концепции в Волгоградском и Саратовском Заволжье изучены солонцово-пустынно-степные комплексы плоскозападинной древнеморской суглинистой равнины. Их фациальная структура представлена микрокатенами, которые включают как степные, лугово-степные, так и пустынные структурные звенья. Промежуточную позицию занимают типично зональные полупустынные фации. В условиях четкой катенарной поляризации степных и пустынных геосистем в полупустыне реализуется известное "правило предварения" В. В. Алехина. Экотонная природа полупустынного ландшафта прослежена и в животном мире, который сочетает как степные, так и пустынные виды.

Впервые для столь южного региона выдвинута и обоснована гипотеза палеокриогенного происхождения полигонального блочно-западинного микрорельефа. Показана палеогеографическая стадийность формирования полупустынных ландшафтов, которые сохраняют в своей структуре элементы перигляциальной эпохи позднего плейстоцена, климатического оптимума среднего голоцена и суббореальной аридизации позднего голоцена. В итоге удалось раскрыть суть прикаспийского полупустынного экотона как пространственно-временного феномена, обусловленного не только контактной позицией между степью и пустыней, но в не меньшей мере меридиональными зональными подвижками при неоднократных сменах эволюционного тренда на протяжении последних тысячелетий.

Агроландшафтные исследования в полупустынном Заволжье показали низкую геоэкологическую культуру и соответственно малую экономическую эффективность практикуемого здесь сухого земледелия. Главные причины кроются, с одной стороны, в игнорировании дробной мозаичной организации полупустынного ландшафтного экотона, с другой - в несовершенстве технологии богарного земледелия в условиях неблагоприятного почвенного покрова и крайне скудного, неустойчивого атмосферного увлажнения. В качестве альтернативы существующей организации хозяйства для Северного Прикаспия предложена концепция природно-хозяйственного пустынно-степного экотона, предусматривающая строгую ландшафтно-экологическую адаптивность сельскохозяйственного использования различных природных типов земель.

Бесспорно, антропогенный фактор стал в наше время главенствующим в эволюции и динамике ландшафтов не только в региональном, но и планетарном масштабах. В условиях обостряющегося экологического кризиса анализ его воздействия на окружающую среду становится все более актуальным. Изучение антропогенной динамики ландшафтов необходимо для эффективного управления природно-хозяйственными геосистемами, предвидения их возможной дестабилизации, экологических экспертиз хозяйственных проектов. Немалая часть научных проектов по ландшафтоведению и геоэкологии так или иначе посвящена указанной проблеме.

Один из них на тему "Изменение ландшафтной структуры заповедных территорий таежной зоны Русской равнины за 50-летний период" выполнялся на географическом факультете МГУ под руководством кандидата географических наук Н. Н. Калуцковой.

Цель проекта - изучение динамики ландшафтов южной тайги в сфере гидроморфного влияния созданного более полувека назад Рыбинского водохранилища. Исследования проводились на территории Дарвинского заповедника. Они включали натурные наблюдения, ландшафтное картографирование, дешифрирование аэрофотоснимков, сопоставительный анализ материалов лесной таксации разных лет. За истекшие 50 лет произошло существенное усиление гидроморфизма южной тайги. Проявилось оно неоднозначно в различных видах геосистем и в неодинаковых позиционных условиях относительно водохранилища. Отмечен существенный рост площадей болотных геосистем. Установлены смены типов леса и соответствующих гигротопов в сторону их большей увлажненности. Прогрессирующим гидроморфизмом к настоящему времени охвачено около 70% территории заповедника. Помимо подтопляющего воздействия водохранилища он обусловлен ликвидацией бывшей здесь ранее осушительной сети после введения заповедного режима.

Ландшафтно-географические поля, формируемые антропогенными геосистемами, все чаще становятся объектами исследования. Весьма показательны в этом отношении изыскания, проводимые в нуклеарных геосистемах крупных промышленных центров и городов. К их числу следует отнести инициативный проект кандидата географических наук Г. А. Исаченко из Санкт-Петербургского университета, 96-05-65588, "Ландшафт в зоне влияния крупнейшего города: эволюция, смена функций, разнообразие". Речь идет о почти трехвековой эволюции и современной динамике ландшафтов окрестностей Санкт-Петербурга.

Исторический рост города, изменение его политических и социально-экономических функций рассматривается в связи с антропогенной трансформацией природы в сфере его латерального влияния. Историко-географический анализ позволил выделить и охарактеризовать основные этапы ландшафтно-экологической эволюции окрестностей города, начиная с момента его заложения и до наших дней. Главными направлениями воздействия бывшей российской столицы, крупного промышленного и культурного центра, на ландшафты признаны: ресурсный, индустриально-урбанистический, коммуникационный (транспортный), рекреационный, экологический, депопуляционный, милитаризационный. Исследованы, в частности, изменения ландшафтов в результате депопуляционных процессов, связанных с оттоком сельского населения в город, особенно обострившимся в годы индустриализации. Забрасывание деревень, сельскохозяйственных угодий приводили к увеличению залесенных, закустаренных, заболоченных территорий. В последние 5-6 лет при формировании рынка земли началось новое интенсивное освоение пригородного региона путем создания фермерских хозяйств, расширения коллективных садоводств, коттеджного строительства и т.п.

В большинстве случаев территориальное размещение указанных объектов почти точно повторяет прежнюю ландшафтную организацию сельского расселения. Наиболее ярко эта закономерность проявилась на Карельском перешейке с его дробной и контрастной ландшафтной структурой. Длительное антропогенное воздействие, с одной стороны, заметно увеличило разнообразие ландшафтной структуры региона, с другой - привело к определенной стандартизации культурных ландшафтов. Примером тому могут служить крупные массивы коллективных садоводств с унифицированной застройкой.

Проанализированы конфликтные геоэкологические ситуации, возникшие между городом и окружающей его территорией. Среди них важнейшими признаны: загрязнение среды промышленностью и транспортом; конфликты между сельскохозяйственным и рекреационным, гражданским и военным видами природопользования; борьба за отчуждение земель под транзитные коммуникации для выхода в Западную Европу (новые морские порты на Финском заливе, скоростные железнодорожные и автомобильные магистрали); необходимость поддержания качества природной среды и организации сети особо охраняемых природных территорий.

В результате на наших глазах происходит интенсивная трансформация ландшафтного устройства региона, которая нуждается в научно обоснованном ландшафтном планировании.

Техногенное загрязнение ландшафтов в зоне влияния промышленного города и методика его оценки были предметом исследования по проекту "Экологическое картографирование природно-антропогенных геосистем и выявление фундаментальных закономерностей формирования локальных и региональных техногенных потоков на основе дешифрирования космических снимков". Работа выполнялась под руководством кандидата биологических наук Т. А. Трифоновой (Владимирский государственный технический университет, 95-05-15368). Авторам удалось подтвердить высокую ландшафтно-экологическую информативность материалов космической съемки. По космическим снимкам были определены основные пути миграции воздушных и водных потоков техногенного загрязнения в окрестностях города Владимира. Главными каналами переноса загрязнений служат глубокие и протяженные речные долины. Они играют роль "вытяжных труб" промцентров, что достаточно четко фиксируется материалами дистанционного зондирования.

Разработаны приемы комплексного картографирования урбанизированных геосистем на основе ландшафтно-экологической интерпретации космических снимков. На картах отображены режимы фонового природного ландшафта, его прямое и косвенное (транзитное) техногенное загрязнение. Успешное решение проблемы дистанционного геоэкологического зондирования и картографирования промышленно-урбанизированной нуклеарной геосистемы - главное достоинство рассмотренного проекта.

Актуальность ландшафтно-экологической проблематики с каждым годом нарастает. Она уже не замыкается на объектах локальной или региональной размерности, охватывая порой геосистемы, близкие к планетарному уровню. Подобно тому, как сделано в проекте "Состояние и причины загрязненности ландшафтов и трофических цепей Российской Арктики". Научным руководителем выступал кандидат географических наук М. В. Глазов (Институт географии РАН,). В методологическом отношении научный поиск отличался от традиционного ландшафтно-геохимического, так как включал в систему химического опробования не только почвы и растения в их катенарных сопряжениях, но также позвоночных животных разных трофических групп (фитофагов и зоофагов). Исследованы накопления в ландшафтах и трофических цепях тяжелых металлов, радионуклидов, хлорорганических пестицидов и полиароматических углеводородов.

Установлено, что концентрации тяжелых металлов в тканях и органах амфибий, птиц, млекопитающих на порядок ниже, чем в растениях (мхи, лишайники, кустарнички) и грибах, что связано с поглощением и накоплением в организмах животных только подвижных форм химических элементов. Что касается содержания радионуклидов, то обнаружено его снижение по сравнению с 60-70 годами в мохово-лишайниковом покрове в 5-10 раз, а в мышцах оленей в среднем в 100 раз. Отмечено снижение радиационного фона на Южном острове Новой Земли, что обусловлено высоким потенциалом самоочищения местных ландшафтов. Впервые получены данные о накоплении в тундровых ландшафтах и трофических цепях таких стойких хлорорганических пестицидов как ДДТ, НСН, РСВs. Эти поллютанты присутствуют в почве, растениях и животных всех тундровых ландшафтов от Кольского полуострова до Чукотки. Их поступление в Арктику связано, главным образом, с трансграничным воздушным переносом и в меньшей мере с биотическим переносом за счет миграции птиц. Присутствие полиароматических углеводородов в ландшафтах Арктики (подстилка, верхние горизонты почв, растения, птицы и млекопитающие) также объясняется трансграничным переносом аэрозолей и локальным загрязнением в районах добычи нефти и газа (полуостров Ямал, Большеземельская тундра). В итоге проведено районирование Арктики по степени загрязнения почв и биоты.

Модель ландшафтно-экологического районирования всей территории России разработана доктором географических наук А. Г. Исаченко (Санкт-Петербургский университет,). Она создана в рамках проекта "Ландшафты России: экологический потенциал и устойчивость к антропогенным воздействиям". Районирование выполнено на макрорегиональном (зонально-секторном) и мезорегиональном (провинциальном) уровнях. Концептуальной основой исследования послужили представления об экологическом потенциале ландшафта, впервые сформулированные автором проекта. Предложена система критериев комплексной оценки экологического потенциала. В результате удалось в пределах всей страны территориально дифференцировать ландшафтно-экологические ограничения, влияющие на условия жизни и здоровья населения. Была установлена определенная зависимость между расселением, урбанизацией, хозяйственной освоенностью территории и экологическим потенциалом ландшафтов. Произведена типологизация ландшафтов России по степени их устойчивости к различным видам антропогенных воздействий. Она базируется на системе соответствующих классификационных показателей. Все разделы исследования сопровождаются большой серией оригинальных карт. По теме проекта написана научная монография. В планетарном масштабе поставлены геоэкологические проблемы в проекте доктора географических наук К. С. Лосева (Всероссийский институт научной и технической информации, 97-05-64447). В нем предпринята попытка оценить "Роль России в евразиатской и глобальной экодинамике". Сделано это путем расчета баланса углерода в биосфере по выбросам и стокам СО2 - одного из главных парниковых газов. В основу исследования положена концепция естественной биотической регуляции окружающей среды, которая разработана в последние годы коллективом российских специалистов при участии автора проекта.

По сравнению со странами Запада роль России в отношении эмиссии и поглощения СО2 уникальна. На 60-65% ее территории до сих пор сохраняются природные, не трансформированные хозяйственной деятельностью ландшафты - таежные, тундровые, болотные и др. Они-то и служат главными каналами стока (поглощения) СО2, образуемого за счет техногенных выбросов. В результате современное российское производство практически не загрязняет атмосферу парниковыми газами. Иная ситуация складывается в странах Запада, почти нацело лишенных естественных ландшафтов. Объемы эмиссии СО2 в них существенно превышают возможности его поглощения природной биотой. Согласно Международной конвенции по климату, развитые страны должны ограничивать выбросы СО2, придерживаясь установленных квот. Конвенция предполагает формирование рыночных отношений в указанной области, в том числе возможность продажи части прав на эмиссию СО2. Россия могла бы занимать выгодное положение на рынке этих квот. К сожалению, механизм такого рода кредитования пока не работает. Разумеется рассмотренные проекты не могут в полной мере отразить всю гамму современных исследований в области ландшафтоведения и геоэкологии. Однако ряд главных тенденций научного поиска в них отчетливо просматривается. Прежде всего следует отметить прогрессирующую экологизацию ландшафтоведения, с одной стороны, и укрепляющиеся в геоэкологии ландшафтные основы - с другой. По сути дела, происходит взаимное сближение двух научных дисциплин на общей ландшафтно-экологической почве. Другим знамением времени служат нарастающий антропоцентризм и гуманизация физической географии. Передовые позиции здесь опять-таки занимает дуэт ландшафтоведения и геоэкологии.