Временная структура

Временные характеристики ландшафтов могут быть очень разными. Так, по В.Н.Солнцеву (1981), для геосистем следует выделять, во-первых, характерное время: для равновесных систем — время возвращения к равновесному состоянию после отклонения от него, а для колебательных — полный период колебания; во-вторых, минимальное время: для равновесных систем — период микрофлуктуации в процессе отклонения от равновесия, а для колебательных — полный период микроколебания на протяжении характерного времени; в-третьих, так называемое полное время, включающее непрерывный и достаточно представительный ряд характерных времен. Характерное время как ландшафтная характеристика является наиболее важным, так как именно оно позволяет понять все основные особенности функционирования ландшафта как геосистемы.

Состояние ландшафта может быть переменным и эквифинальным (в том числе коренным, или климаксным, условнокоренным и квазикоренным). Переменное состояние обычно соответствует промежуточному положению в сукцессионном ряду, или серии. Эквифинальным же является состояние, завершающее направленное развитие. Наблюдаемое состояние ландшафта (т.е. вид и параметры в фиксированный момент времени или в фиксированной точке пространства), по образному выражению В.Н.Солнцева, — это "спрессованное время" (1981).

Можно различать стабильность — продолжительное, практически неизменное состояние системы — и динамическую устойчивость — закономерное изменение ее динамического состояния (Исаков и др., 1980). И то, и другое обеспечивается в первую очередь совокупностью следующих трех видов ландшафтной "памяти" (Арманд, 1988):

1. общим генофондом биотических компонентов,

2. консервативными элементами среды (преобразованной биотой),

3. "памятью исходного экотопа" (по Тишкову, 1992) (т.е. совокупностью исходных абиотических факторов, ограничивающих возможности существования тех или иных видов живых организмов).

Далее под устойчивостью будет пониматься способность системы противостоять внешним и внутренним возмущениям, сохраняя равновесное или гомеостатичное состояние, а также структуру и направление движения в течение относительно продолжительного времени, сравнимого с характерным временем изменяющих систему процессов (Механизмы…, 1992).

Под динамикой ландшафта понимают все типы временных процессов, которые характерны для геосистем этого ранга. Часто различают собственно динамику, т.е. все обратимые изменения, и развитие — изменения, которые носят направленный характер. В общем можно говорить о динамике геосистем, в том числе ландшафтов, как о временных изменениях любого типа и характера, в отличие от стабильного (неизменного) состояния системы. Различают следующие динамические процессы:

• флуктуации — ненаправленные и сравнительно краткосрочные изменения без смены элементов;

• сукцессии — направленные постепенные изменения в результате внешних и внутренних причин, при которых не возникают принципиально новые геосистемы; биотические компоненты при этом могут меняться очень сильно;

• эволюция — направленные постепенные изменения, приво­дящие к формированию принципиально новых геосистем;

• нарушения, или катастрофы, — скачкообразные изменения, обычно связанные с внешними воздействиями.

Во многих случаях довольно сложно разграничить флуктуации, сукцессии и эволюцию ландшафтов. Л.С.Берг (1931) писал об обратимых и необратимых сменах ландшафтов, включая в первые не только флуктуации, но и некоторые типы сукцессии. Мы часто наблюдаем постепенное эволюционное изменение геосистем в результате деятельности человека. Примером тому является так называемая африканизация американских прерий (т.е. широкое распространение и местами преобладание злаков африканского происхождения).

В действительности динамические процессы в связи с инерционностью ландшафтов обычно являются квазипериодическими. Поскольку антропогенные воздействия могут быть очень разными, невозможно выделить такой тип динамики, как направленное преобразование экосистем человеком. Как правило, соответствующие изменения могут быть соотнесены с описанными выше типами динамических процессов.

Существующие классификации сукцессии довольно сложны и разнообразны. Прежде всего можно выделить первичные и вторичные сукцессии: первичные начинаются с оголенного субстрата, т.е. по сути дела с "чистого листа", вторичные связаны с нарушенной геосистемой, в которой сохранился хотя бы один, а чаще несколько блоков.

Кроме того, различают так называемые дигрессионные и демутационные сукцессии: дигрессия (деградация) — процесс, обычно противоположный нормальной сукцессии развития, связанный с упрощением структуры геосистем и часто приводящий к их конвергенции; демутация — это восстановительная сукцессия, обычно (но не всегда) эквифинальная с нормальной сукцессией развития.

Для разных типов восстановительной сукцессии используют термины: постэксарационная (для залежной сукцессии) и постпирогенная (для сукцессии, начинающейся на пожарищах).

В каждой сукцессии можно выделить инициальные (начальные) и терминальные (конечные) стадии — обычно климакс или антропогенный субклимакс. Пионерным видам, заселяющим ландшафты на начальных стадиях сукцессии, обычно свойственно минимальное характерное время, в течение которого вид осваивает новую территорию.

Можно говорить, что каждая природная зона, регион или даже конкретный тип ландшафта характеризуется наличием определенной сукцессионной системы. В большинстве случаев сукцессионные ряды заканчиваются климаксными экосистемами, но климакс может быть не один, а кроме того, далеко не всегда сукцессионный процесс (на который, в частности, накладываются флуктуации) доходит до финальной стадии.

Существуют так называемые антропогенные субклимаксы — устойчивые состояния ландшафтов, связанные с деятельностью человек. Примеры таких субклимаксов — верещатники атлантической Европы, суходольные луга, пирогенные сосняки.

Для реконструкции картины сукцессионных процессов важно также представление о ландшафтно-генетических рядах, основанное на использовании принципа пространственно-временных аналогов, или эргодичных преобразований, т.е. на выявлении пространственных рядов ландшафтов, отражающих их смену во времени. По мнению А.С.Викторова (1986), широко распространены ряды, члены которых сопряжены в пространстве в той же последовательности, в которой они сменяют друг друга во времени.