Географическая оболочка. Ее вертикальная и горизонтальная дифференциация

Объектом изучения всех физико-географических наук явля­ется сложная природная система — географическая оболочка. Это комплексная поверхностная оболочка Земли, где соприкасается и взаимодействует ряд геосфер: литосфера, гидросфера, атмосфе­ра, сферы растительности, почв и животного мира.

Под поверхностной оболочкой Земли понимается оболочка, располо­женная у ее твердой и жидкой поверхности, т. е. у собственно земной по­верхности. Вслед за В. И. Вернадским (1942) мы понимаем под оболочкой более сложную природную систему, чем геосфера, состоящую из несколь­ких взаимодействующих геосфер или их частей.

Термин «географическая оболочка» небезупречен, но получил широ­кое распространение; существенно, что он вошел даже в школьные учеб­ники. В условиях же несогласованности географической терминологии, имеющей место в настоящее время, надо дорожить каждым более или менее распространенным термином.

Важнейшие различия перечисленных геосфер по агрегатному и химическому составу, а также по формам организации живого вещества обусловливают деление географической оболочки на ее компоненты, называемые ниже геокомпонентами или просто ком­понентами. К ним относятся горные породы, воды, воздух, рас­тительность, почвы; животный мир. Одной из главных особенно­стей оболочки является взаимопроникновение ее компонентов (о других ее свойствах см.: Григорьев, 1966; Калесник, 1970).

В компоненте «горные породы» наибольший интерес для фи­зико-географического районирования представляют особенности рельефа — формы, которые принимает литосфера на границе с атмосферой и гидросферой главным образом в зависимости от тектонических и петрографических свойств литосферы, или, ко­роче, ее геологического строения. В компоненте «воздух» важ­ное значение имеет такое его проявление, как климат. Сказан­ное объясняет допустимость употребления в данной работе тра­диционных названий упомянутых компонентов: «геологическое строение и рельеф», «Климат».

Границы географической оболочки нерезкие и проводятся раз­личными авторами неодинаково (обзор разных точек зрения см.: Криволуцкий, 1974; Неклюкова, 1975). По нашему мнению, гра­ницы оболочки должны проходить там, где взаимодействие пер­вичных, неорганических геосфер и взаимопроникновение соот­ветствующих компонентов ослаблены настолько, что теряют су­щественное значение (Прокаев, 1974). Критерием существен­ности указанного взаимодействия и взаимопроникновения может служить проявление такой всеобщей, планетарной закономерно­сти географической оболочки, как ее зональность. Она должна быть выражена по всей толще оболочки. Данному критерию соот­ветствуют следующие ее границы: верхняя совпадает с верхней границей тропосферы — тропопаузой (10—15 км от земной по­верхности), нижняя —с подошвой зоны гипергенеза (0,1—1 км). Можно согласиться с С. В. Калесником (1970), что исключе­ние из оболочки более глубоких недр вовсе не означает пренебре­жения к эндогенным, тектоническим процессам. Об их эффекте физикогеограф судит по особенностям рельефа и поверхностных горных пород; тектоника интересует его лишь как средство для понимания этих важнейших для него свойств литосферы.

При определении границ оболочки учет взаимодействия толь­ко неорганических геосфер и геокомпонентов связан с тем, что организмы сосредоточены в основном у земной поверхности. За ее пределами их биомасса, взаимодействие с другими геокомпо­нентами и участие в обмене веществом и энергией между ними резко уменьшаются и уже не имеют существенного значения. Указанный «неорганический» критерий обеспечивает единый под­ход к построению границ географической оболочки и в геологи­ческом прошлом, в том числе до возникновения в ней жизни. Бо­лее того, он применим при построении границ комплексных по­верхностных оболочек и на других планетах, имеющих хотя бы две неорганических геосферы.

Как видно, в состав географической оболочки полностью не входит ни одна из неорганических геосфер (часть подземной гид­росферы лежит ниже «зоны» гипергенеза). Если бактерии отно­сить к растениям, то за границы оболочки выходит и сфера оби­тания растительных организмов: бактерии и их споры иногда встречаются выше тропопаузы, а в нефтеносных водах литосфе­ры бактерии обнаружены на глубинах до нескольких километров. По сравнению с размерами Земли мощность оболочки невелика: от 10—15 км на суше до 20—25 км в. Мировом океане.

Несмотря на незначительную мощность, географическая обо­лочка отличается сложной дифференциацией (делится на струк­турные единицы или подсистемы) как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Подсистемами вертикальной диф­ференциации оболочки являются ее ярусы. При самом общем подходе к их выделению на суше, рассмотрением которой мы большей частью и ограничиваемся в дальнейшем, намечаются три яруса: 1) нижний, или литосферный, 2) средний, ландшафтный и 3) верхний, атмосферный.

Литосферный и атмосферный ярусы состоят в ос­новном соответственно из горных пород и воздуха при гораздо меньшем участии других компонентов. В ландшафтном же ярусе уже нет большого преобладания какого-либо одного компонента; кроме того, здесь представлен такой компонент, как почвы, от­сутствующий в остальных ярусах, и рельеф.

Только в ландшафтном ярусе наблюдается прямое со­прикосновение и активное взаимодействие литосферы, гидросферы и атмосферы. Это обусловливает вспышку жизненных процес­сов, позволяющую называть ландшафтный ярус «биологическим фокусом Земли» (Мильков, 1970). Здесь сосредоточена подав­ляющая часть биомассы планеты, по сравнению с другими яру­сами во много раз больше интенсивность обмена веществом и энергией между геокомпонентами.

В состав ландшафтного яруса мы включаем почвы, расти­тельность и приземный слой воздуха с населяющим их живот­ным миром. Литосфера представлена подпочвой — материнской горной породой, почти не затронутой процессами почвообразо­вания. Ярус очень тонок: от нескольких метров в арктическом и субарктическом поясах до нескольких десятков — ста метров в субэкваториальном и экваториальном. Несмотря на это, ланд­шафтный ярус — важнейший из ярусов географической оболочки. В нем ее специфические особенности выражены наиболее четко и характерно. С данным ярусом прямо или опосредствованно свя­заны многие важные особенности и других ярусов оболочки.

Значительно сложнее по сравнению с вертикальной горизон­тальная, или собственно физико-географическая, дифференциа­ция оболочки. Ее подсистемами являются частные и комплекс­ные природные регионы (Регион — индивидуальная, неповторимая территориальная единица любого типа и ранга. Регионы выделяются по самым различным призна­кам: природным и ненриродным. простым и сложным.). Частный регион — это индивиду­альная территориальная единица, характеризующаяся некоторой однородностью какого-либо одного компонента. Соответствен­но различаются геоморфологические, климатические, гидрологи­ческие, почвенные, геоботанические, зоогеографические регионы. В качестве примера частных климатических регионов можно ука­зать климатические пояса и их области (секторы), выделенные Б. П. Алисовым (ФГАМ, 1964).

Тесные связи и взаимодействия, существующие между ком­понентами, обусловливают формирование комплексных природ­ных, физико-географических, регионов, или короче,— геокомплек­сов. Геокомплекс (ГК) — индивидуальная территориальная единица, характеризующаяся некоторой однородностью комплекса взаимосвязанных и взаимодействующих геокомпонентов.

Примерно в том же смысле, как и геокомплекс, употребляются тер­мины «природный комплекс», «природный территориальный комплекс», «геосистема», «ландшафт», иногда «район». Но слово «природный» пони­мается широко: к природным относят любые естественные предметы и явления, а не только те, которые характеризуются совокупностью взаи­модействующих геокомпонентов. Уже по этой причине первые два терми­на представляются неудачными. Кроме того, они, особенно более точный второй, громоздки.

«Геосистема» нередко понимается как единство не только природных, но п социально-экономических особенностей территории. Существенно и то, что некоторые авторы (например, Н. А. Гвоздецкий, 1979) выделяют даже природные геосистемы по принципу не однородности, а пространственной связи физико-географических процессов, динамической сопряженности и функциональной целостности составляющих их частей, объединяемых по­токами вещества и энергии.

Термин «ландшафт» трактуется весьма неодинаково, и уже по этой причине его употребление представляется нежелательным; мы пользуем­ся только прилагательным «ландшафтный» и термином «ландшафтоведение» (из-за значительного единства в понимании этого термина). Нако­нец, районами большинство советских физико-географов называют геокомплексы не любого, а лишь одного ранга.

Достоинства термина «геокомплекс» — краткость и указание на комп­лекс компонентов. Кроме того, этот термин значительно распространен.

Вертикальные размеры ГК различны. Некоторые из них не выходят за пределы ландшафтного яруса географической оболоч­ки, тогда как другие охватывают (полностью или частично) два или даже все три ее яруса. Однако в любом случае ГК выделя­ются по особенностям основного, ландшафтного яруса оболочки. Интенсивность воздействия последнего на остальные ее ярусы в пределах ГК и определяет его вертикальные размеры. В общем чем больше площадь и контрастнее его природа по сравнению с соседними ГК, тем больше его вертикальные размеры.

Границы ГК — проявление дискретности (прерывности) гео­графической оболочки, неравномерности изменения комплекса компонентов, происходящих в ней в горизонтальном направле­нии. Дискретность оболочки обусловлена неодинаковым разви­тием ее отдельных частей в геологическом прошлом и ее совре­менными гидротермическими различиями (различиями в коли­честве и соотношении тепла и влаги). Границы ГК возникают там, где медленные, постепенные изменения комплекса компо­нентов, обусловливающие его главное свойство — физико-геогра­фическую однородность, сменяются относительно быстрыми изме­нениями. Вместе с тем границы ГК — одновременно проявление континуальности (непрерывности) географической оболочки, так как они не линии, а переходные полосы, правда, весьма неодина­ковой ширины. Если они настолько узки, что в масштабе карты представляют собой линии, то их следует называть четкими гра­ницами. В противоположном случае это нечеткие, постепенные или расплывчатые границы.

Нечеткость границ ГК связана, во-первых, с постепенными изменениями в пространстве ведущих факторов — компонентов их обособления (раздел II, 1). Особенно характерны такие изме­нения для климатического компонента. Во-вторых, нечеткость границ обусловлена корреляционной связью между компонента­ми (При корреляционной связи одной величине соответствует несколько значений другой величины, варьирующей около какого-то среднего зна­чения. Корреляционная связь противопоставляется функциональной, когда данная величина однозначно определяется другой или совокупностью дру­гих величин (Бочаров, 1971)). Особенности ведомых компонентов определяются свойства­ми не только ведущего компонента, но в известной мере и дру­гих компонентов. Корреляционная связь обусловливается также экологической «терпимостью» организмов — их способностью в той или иной мере приспосабливаться к различным экологиче­ским условиям. Имеет значение и неодинаковая скорость раз­вития разных компонентов. Корреляционная связь между ними вызывает несовпадение границ частных регионов внутри ГК.

В общем границы между ГК — это переходные полосы, где особенности одного из комплексов сравнительно быстро сменя­ются особенностями другого. Несмотря на большую или мень­шую расплывчатость границ, их все же можно рассматривать как некоторый перерыв постепенности, нелинейный диалектический скачок (Калесник, 1952). Следовательно, границы ГК представ­ляют собой проявление объективного диалектического противо­речия — единства дискретности и континуальности географиче­ской оболочки при преобладании дискретности.

Учащиеся средней школы знакомятся с ГК еще в V классе. В определении ГК в учебнике для V класса и в учебнике для VII класса в качестве главного его признака указывается зако­номерное сочетание компонентов. Однако оно свойственно геогра­фической оболочке в целом, любому ее участку, вне зависимости от его природной однородности или разнородности. Поэтому на данном определении не могли базироваться, например, авторы учебника для VI класса, давая представление о таком ГК, как зо­на. В ее определении ими справедливо подчеркивается действи­тельно специфическое свойство этого ГК — сходство (т. е. извест­ная однородность) комплекса компонентов, возникающее под воз­действием одинакового климата.