Ландшафтоведение

ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ, раздел физической географии, наука о ландшафтной сфере Земли, её природных территориальных комплексах локального и регионального уровней, о ландшафте географическом, взаимосвязях в природных геосистемах. Важнейшие задачи ландшафтоведения - установление законов и закономерностей пространственно-временнóй организации ландшафта (геосистем) и ландшафтной сферы в целом (смыкается с землеведением), обоснование природной составляющей территориальной организации общества через ландшафтное планирование, региональный прогноз развития ландшафтов под влиянием хозяйственной деятельности человека (оценка воздействия на окружающую среду) и в условиях возможного глобального изменения климата, обеспечение сохранения среды обитания человека и ландшафтного разнообразия.

Исторический очерк. ландшафтоведение зародилось в конце 19 века, когда обозначился кризис при изучении сложных природных систем, не познаваемых путём разложения на элементарные части. Это осознали географы в Германии в 1-й половине 19 века - А. Гумбольдт и К. Риттер; в России в конце 19 века - В. В. Докучаев и А. Н. Краснов. Основы ландшафтоведения в начале 20 века заложили в России Л. С. Берг, Г. Н. Высоцкий, Г. Ф. Морозов и др., в Германии - 3. Пассарге, во Франции - П. Видаль де ла Блаш.

Наибольшего развития ландшафтоведение, как географическая наука, достигло в России. В 1895 А. Н. Краснов высказал идею о «географических сочетаниях явлений» или «географических комплексах», которыми должно заниматься частное землеведение, а В. В. Докучаев в 1898 году предложил изучать не отдельные тела и явления в природе, а их соотношения, закономерные взаимодействия. Г. Н. Высоцкий в 1904 году поставил вопрос о создании карт типов местности, Г. Ф. Морозов в 1913 разработал учение о лесе как физико-географическом явлении, Л. С. Берг в 1915 составил первую карту ландшафтно-географических зон России, дал определение природного ландшафта как единого гармоничного целого, типически повторяющегося на протяжении известной зоны Земли. В 1938 Л. Г. Раменский выявил, что ландшафт состоит из разнородных образований, сопряжённых между собой и закономерно повторяющихся на местности. В 1945-49 возникла ландшафтно-географическая школа МГУ, Н. А. Солнцев заложил основы учения о морфологической структуре географического ландшафта. Учение Докучаева о факторах почвообразования послужило основой для проведения комплексного физико-географического районирования. Гидролог С. Д. Муравейский в 1948 году разработал в рамках этого направления новую концепцию, выделив не только факторы дифференциации (рельеф, горные породы, солнечная радиация, атмосферные осадки), но и интеграции (климат, сток, рельеф), которые через процессы выветривания, развития органического мира и почвообразования формируют природные территориальные комплексы как географическое целое. Роль факторов дифференциации исследована А. А. Григорьевым, Н. А. Гвоздецким, Е.Н. Лукашёвой, Ф. Н. Мильковым, Н. И. Михайловым, Г. Д. Рихтером и др. В 1950-60-е годы разработана методика ландшафтного картографирования - крупномасштабного (Солнцев, А. А. Видина) и мелкомасштабного (А. Г. Исаченко, А. В. Николаев), решена проблема классификации ландшафтов (Гвоздецкий, Николаев), получили развитие геохимия ландшафта (Б. Б. Полынов, М. А. Глазовская, А. И. Перельман, Н. С. Касимов) и геофизика ландшафта (Д. Л. Арманд, Н. Л. Беручашвили, К. Н. Дьяконов), региональное ландшафтоведение (А. М. Маринич, И. И. Мамай, Николаев), произошло внедрение системного подхода и математических методов исследования. В 1980-е годы появилось аэрокосмическое ландшафтоведение (Ал. А. Григорьев, Николаев), разработаны методологические вопросы ландшафтоведения (Арманд, Исаченко, В. С. Преображенский, Солнцев), теория нуклеарных (ядерных) геосистем (хорионов), состоящих из ядра и его полей, построены эмпирические обобщения строения хорионов (А. Ю. Ретеюм). Наиболее известные российские ландшафтно-географические школы: МГУ (Солнцев, Гвоздецкий, Г. М. Игнатьев, Дьяконов, Мамай, Николаев), Института географии РАН (Д. Л. Арманд, Преображенский, А. Д. Арманд, Ретеюм), Института географии СО РАН (В. Б. Сочава, А. А. Кракулис, В. С. Михеев, В. А. Снытко, А. Н. Антипов), Санкт-Петербургского университета (Исаченко, С. В. Калесник, К. В. Чистяков), Воронежского университета (Мильков, В. И. Федотов), Института степи РАН (А. А. Чибилёв). В советский период крупные коллективы ландшафтоведов сформировались в Киеве (А. М. Маринич, М. Д. Гродзинский), во Львове (К. И. Геренчук, Г. П. Миллер), в Минске (В. А. Дементьев, Г. И. Марцинкевич), Тбилиси (Н.Л. Беручашвили), Самарканде (Л. А. Алибеков), Алма-Ате (Г. М. Джаналеева). В конце 20 - начале 21 века получило развитие структурно-математическое направление (А. С. Викторов, Ю. Г. Пузаченко, В. В. Сысуев).

Исследования в области ландшафтоведения за рубежом ведутся преимущественно в рамках ландшафтной экологии. Это направление получило развитие во 2-й половине 20 века в Великобритании, Германии, Израиле, Канаде, Нидерландах, Польше, Чехии, Словакии, США, Швейцарии и других странах. Наиболее конструктивны взгляды и разработки немецкого учёного К. Тролля, который в 1939 поставил вопрос о единстве изучения пространственной структуры ландшафта и экологических процессов (функциональный анализ ландшафта). В 1960-е годы в ГДР ландшафтоведение получило развитие в области таксономии ландшафтных единиц, ландшафтного планирования, обоснования гидромелиораций (Г. Хазе, Э. Нееф, Х. Рихтер); в Польше и Болгарии развивались ландшафтное картографирование, комплексное физико-географическое районирование (Е. Кондрацкий, А. Рихлинг, К. Мишев, П. Петров). В США, Австралии, Канаде, Новой Зеландии и других англоязычных странах в 1940-50-е годы сформировалась прикладная ветвь ландшафтоведения, связанная с классификацией и оценкой сельскохозяйственных земель, инвентаризацией лесов, составлением крупномасштабных ландшафтных карт. К 1980-м годам было развито представление о ландшафте как системе хорологической размерности. В конце 20 - начале 21 века активно ведутся исследования в рамках внедрения дистанционных методов исследования, геоинформационных технологий в ландшафтной экологии и ландшафтном планировании в США и Великобритании (А. Фарина, Р. Форман, Р. Хобс, Р. Гарднер, А. Либерман, 3. Наве, Р. О’Нейлл, Цзианго У), в Германии (Х. Лезер) и в других странах.

Методы ландшафтных исследований направлены на анализ ландшафтов локального и регионального уровней. Первичным является получение исходной информации о ландшафтах, которое осуществляется с использованием экспедиционных (структура и общая эволюция ландшафта), стационарных (динамика развития и функционирование ландшафта), дистанционных, в том числе аэрокосмической (структура, сезонные состояния, геофизика и биогеофизика ландшафта), методов исследования, а также на основе банков данных о свойствах и состояниях отдельных компонентов ландшафта. На следующем этапе эмпирического и теоретического обобщения полученных материалов, т. е. синтеза знания о ландшафте, его компонентах и частях, в качестве основного метода выступает сравнительный географический подход - географическое описание и картографирование, применяются общенаучные (математические, физические, исторические и др.) и смежных наук (картографические, геохимические, геофизические, палеогеографические и др.) методы. К середине 20 века важнейшими методами и одновременно средствами обобщения материала с отображением пространственной физико-географической дифференциации на специальных картах стали комплексное физико-географическое районирование и классификация. К концу 20 века получило развитие построение геоинформационных систем (ГИС) на базе ландшафтных карт, особенно в мелиорации, землеустройстве, лесоводстве, ландшафтном планировании и ландшафтной архитектуре, разрабатываются математические модели ландшафтов широкого спектра физико-географических условий на основе моделей морфологических структур конкретных генетических типов.

Основные направления науки. В качестве основополагающего ядра ландшафтоведения выступает учение о ландшафте географическом, включающее разделы, изучающие генезис, структуру, эволюцию и функционирование ландшафта, в том числе антропогенного, в рамках ландшафтной экологии. Центральная  проблема ландшафтоведения - изучение пространственно-временной организации геосистем, которая понимается, во-первых, как процесс возникновения и развития во времени и пространстве структуры ландшафтов (структурно-генетическое и эволюционное ландшафтоведение) и, во-вторых, как результат подобных процессов, выражающийся в наличии устойчивых форм системной упорядоченности (организации ландшафтного пространства), отражающихся в физико-географическом районировании.

Структурно-генетическое направление - учение о морфологической структуре ландшафта, о его происхождении (Н. А. Солнцев, К. И. Геренчук, А. Г. Исаченко); базируется на иерархической организации соподчинённых морфологических единиц. Объекты изучения - элементарные геосистемы - фации и их пространственные сочетания, характеризующиеся генетическим единством. Фация приурочена к одному элементу мезорельефа, изначально однородная по составу пород, углам наклона рельефа и экспозиции склона территория. Сопряжённый ряд фаций на одной форме мезорельефа, объединённый потоками вещества и энергии, образует подурочище. Геосистема, состоящая из генетически, динамически и территориально связанных между собой фаций или подурочищ и занимающая обычно всю форму мезорельефа, образует урочище. Крупная морфологическая часть ландшафта, характеризующаяся особым вариантом сочетания доминантных и субдоминантных урочищ, формирует географическую местность. Изучаются причины выделения обособленных в пределах ландшафтной сферы физико-географических стран, секторов, провинций, ландшафтных зон и подзон, высотной поясности и существования ландшафтной инверсии, интразональности, экотонов (переходных полос между физиономически различимыми сообществами) и других форм организации ландшафтного пространства. Их специфика определяется тектоническими структурами и мегарельефом (физико-географические страны, высотная поясность), расположением территории по отношению к океанам (секторность), геолого-геоморфологическими особенностями (провинции), закономерностями радиационного и водного балансов (зоны и подзоны). Закономерности пространственной физико-географической дифференциации на региональном и планетарном уровнях объединяют предметную область ландшафтоведения и землеведения. Ландшафтоведение  изучает мозаичность и ориентированность геосистемной структуры. Мозаичность выражается в том, что геосистемную структуру можно представить как совокупность иерархических геоячей, имеющих в плане изометрическую форму. Их иерархия выявляется с помощью пространственного анализа структуры, основанного на понятиях о фракталах (Ю. Г. Пузаченко). Ориентированность представлена как совокупность векторных геосистем, имеющих в плане подобие линейно вытянутой формы. Существует два их типа. Один из них выявляется вдоль направлений устойчивых векторов геоциркуляционного поля, образованного термогравитационными вихревыми и круговыми миграциями и трансформациями водных, воздушных и грунтовых потоков. Геоциркуляционное поле дифференцировано на совокупность векторных геосистем (речных бассейнов) как ландшафтных систем - катен. Другой тип геосистем с горизонтальными связями проявляется вдоль направлений относительного сохранения уровня и ритмики инсоляции и отражает структуру биоциркуляционного поля земной поверхности (ландшафтные пояса, зоны, высотные ярусы).

Эволюционное направление основывается на базовых принципах палеогеографии: историзма, принципа взаимосвязи эволюционного и конкретно-территориального подходов; гетерохронности ландшафтов, обусловленной полихронностью его компонентов (А. А. Величко, М.Ф. Веклич, В. А. Николаев). Разработана эволюционно-динамическая концепция смен геосистем (И. И. Мамай). На протяжении своего развития геосистемы проходят этапы зарождения и становления, устойчивого существования, медленного развития и смены одного комплекса другим, образуя эволюционно-динамические ряды, под действием морфолитогенных, термического, гидрологического, геохимического факторов. Палеоландшафтная концепция находится в стадии развития и её первые положения сформулированы на базе исследования голоценовой эволюции водно- и морено-ледниковых ландшафтов лесной зоны (Т. А. Абрамова, К. Н. Дьяконов). Для определения эволюции ландшафтов проводится исследование исторического хода регионального интегрального физико-географического процесса (заболачивание, опустынивание, соленакопление, оледенение и т. д.) через баланс вещества и скорость процесса; установление специфики влияния местных факторов (форм мезорельефа, щёлочно-кислотных условий, экспозиций склонов и т.д.) на интенсивность хода интегрального процесса внутри ландшафта; увязка палеогеографических построений с современными этапами развития состояния ландшафтов. В эволюции ландшафта присутствуют 3 составляющие: абиогенная, биогенная и антропогенная. Абиогенная эволюция стремится к равновесию, состоянию выравнивания, росту энтропии, что показано У. М. Дейвисом в теории пенеплена. Биогенная эволюция - неравновесна, т. к. биота накапливает превратимые формы солнечной энергии и создаёт их запас - эксергию (полезную часть вовлекаемой в процесс энергии) (В. И. Вернадский). Антропогенная эволюция - управляющая, а поэтому снижает энтропию ландшафтной оболочки и хаос, упорядочивая её, создавая антропогенный (в том числе культурный) ландшафт. Антропогенная эволюция ландшафтов - проявляется на стыке ландшафтоведения, геоэкологии, истории, археологии и др., выявляет процессы формирования, динамики развития ландшафтов и закономерности взаимодействия природы и общества на локальном и региональных уровнях.

При антропогенном ландшафтогенезе происходят антропогенные изменения в ландшафтах, приводящие к смене самих ландшафтов. Исследуются начальные изменения, устанавливается возраст антропогенно производных ландшафтов. Ландшафтоведение  определяет роль ландшафтов в формировании материальных культур, этносов, антропогеоценозов, антропоэкологических и социальных природо-хозяйственных систем; выявляет виды и системы природопользования, формирующие культурные ландшафты. Влияние техники на ландшафты выявил в начало 1930-х годов А. Е. Ферсман, предложивший термин техногенез, получивший глубокое содержание в геохимии ландшафта.

Функционально-динамическое направление исследует временную и пространственную организацию ландшафта, вертикальные и горизонтальные связи в геосистемах, описывает современную жизнедеятельность в элементарных природных процессах, группах процессов и в интегральных физико-географических процессах. Элементарные природные процессы имеют физико-механическую, химическую и биологическую природу, они объединяются в группы, связанные с влагооборотом, биогеокруговоротом и абиогенным массоэнергообменом. Эти группы процессов выступают основными составляющими функционирования ландшафтов, их объединение даёт (по А. А. Григорьеву) интегральный физико-географический процесс (заболачивания, засоления, опустынивания, оледенения, карстообразования и др.). Состояние геосистем описывается набором параметров, подразделяющихся на «входные воздействия» (солнечная радиация, температура воздуха, атмосферные осадки и др.) и «выходные функции» (испарение, затраты энергии, водный сток, сток взвешенных и влекомых наносов, фито и зоопродуктивность и т. д.). Выделяют внутрисуточное, суточное, сезонное, годовое, внутривековое состояния геосистем. Разновременные состояния по общности функционирования объединяют в типологические группы - классы, типы, роды, виды. Пространственно-временная организация геосистем - их устойчивая упорядоченность во времени и пространстве, проявляется на земной поверхности в форме индивидуальных геосистем разного таксономического ранга и в закономерном чередовании их суточных, сезонных, годовых, внутривековых микро-, мезо- и макросостояний (режимов функционирования). Все обратимые изменения (состояния) ландшафта определяют его динамику. Суточная, сезонная, годовая и отчасти внутривековая ритмика -временные формы проявления динамики процессов. Синхронность, асинхронность, метахронность - формы проявления динамики процессов геосистем в пространстве. Устойчивость геосистем - это их способность поддерживать значения своих параметров и свойств, которые не превышают пороговые величины (инвариант). Эти величины выражаются через структурные и функциональные характеристики. Стабилизирующая динамика (саморегулирование) нейтрализует воздействия, которые способны разрушить геосистему, в её основе лежат отрицательные обратные связи, поэтому можно говорить об элементах гомеостаза в природных геосистемах (В. Б. Сочава, А. Д. Арманд, К. Н. Дьяконов). Ландшафтной оболочке, как и биосфере, присущ волновой разночастотный характер внешних физических факторов формирования и колебательный характер процессов их внутреннего пространства. Принцип хроноорганизации (по В. Н. Солнцеву) состоит в том, что процессы разной длительности, подобно процессам разного пространственного масштаба, характеризуются качественным своеобразием, приводящим к возникновению в объектах новых свойств. Поэтому внутри и межвековая хроноорганизация процессов (например, биопродукционного, местного стока рек) может распадаться на ряд периодов, где степень синхронности в разных фациях может быть различной из-за изменения во времени факторов, определяющих и лимитирующих интенсивность этого процесса (следствие закона лимитирующего фактора Ю. Либиха).

Прикладное социально ориентированное направление появилось в период становления ландшафтоведения. Экологизация, социологизация и гуманитаризация ландшафтоведения проявились в формировании взаимодополняющих направлений: учения об антропогенных и культурных ландшафтах, ландшафтной экологии, этнокультурного ландшафтоведения. Обозначились различные практические направления ландшафтоведения: агропроизводственное - концепция агроландшафта как научная основа адаптивного природопользования (В. И. Бураков, В. А. Николаев, А. М. Маринич, П. Г. Шищенко), гидромелиоративное - концепция геотехнических систем как основа конструктивного направления природопользования (А. Ю. Ретеюм, К. Н. Дьяконов, А. Г. Емельянов), инженерное (Т. В. Звонкова, В. С. Преображенский, Л. И. Мухина), лесомелиоративное (В. В. Докучаев, Г. Ф. Морозов, Д. Л. Арманд), природоохранное (А. Н. Иванов, Ю. Г. Пузаченко, А. А. Тишков), архитектурно-планировочное (В. В. Владимиров, А. С. Курбатова, В. З. Макаров), рекреационное (В. С. Преображенский) и др. В содержание прикладных ландшафтных исследований входят: составление ГИС на ландшафтной основе для планирования и проектирования, карт ландшафтного районирования; технологическая оценка отдельных свойств компонентов и геосистем в целом, определение типов природных территориальных комплексов для различных видов производств, оценка воздействия на окружающую среду.

В России ландшафтоведение по своему методологическому значению выдвинулось на одно из центральных мест в системе географических наук и гео-экологии. Подготовка ландшафтоведов осуществляется в государственных университетах. Периодически проводятся ландшафтные конференции (последняя, 11-я конференция, состоялась в Москве в 2006), международные конгрессы и симпозиумы по ландшафтной экологии. Стимул развитию ландшафтоведения придали принятие Советом Европы в 1995 году Общеевропейской стратегии сохранения био и ландшафтного разнообразия и в 2000 году - Европейский ландшафтной конвенции.

Лит.: Берг Л. С. Предмет и задачи географии // Изв. Русского географического общества. 1915. Т. 51. Вып. 9; Докучаев В. В. К учению о зонах природы // Избр. труды. М., 1949; Арманд Д. Л. Наука о ландшафте. М., 1975; Сочава В. Б. Введение в учение о геосистемах. Новосиб., 1978; Николаев В. А. Проблемы регионального ландшафтоведения. М., 1979; Солнцев В. Н. Системная организация ландшафтов. М., 1981; Мильков Ф. Н. Физическая география. Учение о ландшафте и географическая зональность. Воронеж, 1986; Арманд А. Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем. М., 1988; Преображенский В. С., Александрова Т. Д., Куприянова Т. П. Основы ландшафтного анализа. М., 1988; Ретеюм А. Ю. Земные миры. М., 1988; Веклич М. Ф. Основы палеоландшафтоведения. К., 1990; Исаченко А. Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. М., 1991; Виноградов Б. В. Основы ландшафтной экологии. М., 1998; Михеев В. С. Ландшафтный синтез географических знаний. Новосиб., 2001; Солнцев Н. А. Учение о ландшафте. Избранные труды. М., 2001; Richling А., Solon J. Ekologia krajobrazu. Warsz., 2002; Викторов А. С. Основные проблемы математической морфологии ландшафта. М., 2006; Хорошев А. В., Пузаченко Ю. Г., Дьяконов К. Н. Современное состояниие ландшафтной экологии // Изв. РАН. Сер. географическая. 2006. № 5; Географические исследования Сибири. Новосиб., 2007. Т. 1-5; Landscape analysis for sustainable development: theory and applications of landscape science in Russia. Moscow, 2007; Дьяконов К. Н. Базовые концепции и понятия ландшафтоведения // Географические научные школы Московского университета. М., 2008; Калуцков В. Н. Ландшафт в культурной географии. М., 2008.