Биотика ландшафта
Рис. 1. Топическая модель ранга фации (малой геосистемы) (Шальнев, 2004).
А – литогенное поле разнородности местности;
Б – климатогенное поле однородности геоботаниеского пояса.
Компоненты геосистемы:
1 – абиотические (горные породы, воздух, вода);
2 – биотические (растения, животное население, микроорганизмы);
3 - почвы (биокосные);
4 – вертикальные связи компонентов (на базе физико-химических и биохимических процессов);
5 – вход вещества, энергии и информации (ВЭИ);
6 – выход геосистем (качество природных условий, продуктивность).
Морфологическая (полисистемная) модель позволяет изучать закономерности внутриландшафтной дифференциации биоты и проводить территориальный анализ латеральных связей в системе катенных рядов. В их основе лежит понятие «литогенного поля разнородности», которое определяет пространственную структуру ландшафта и определяет при латеральных связях черты сходства и автономности фито- и зооценозов, формирует экотонную структуру границ.
В биоценотической подсистеме (подсистеме биоэкосистемного типа) возможно применение пространственно-временного анализа по принципу монодуализма с функциональной первичностью времени, что проявляется в сезонной динамике биоты, биохимических процессов и круговоротов СЭИ. Имманентная сущность связей в такой модели строится по принципу экоцентрических прямых и обратных связей, а эмерджентные свойства проявляются в поддержании инвариантных свойств качества природной среды жизни биоты. «Хозяин» модели (биота) испытывает не только воздействие компонентов окружающей среды, но и сам влияет на эти компоненты и качество среды. Причина – биохимические процессы и биотические источники энергии, определяющие особенности биогеохимических круговоротов вещества в пределах биоэкосистемы. В таком качестве набор биоэкосистем (в ранге фаций) представляет собой «анатомию» и «физиологию» ландшафтной структуры, которая формирует и регулирует природную среду не только ландшафта, но и биосферы в целом (рис. 2).
Биоэкосистемы ландшафта, их имманентные и эмерджентные свойства испытывают внешние воздействия более крупных морфологических единиц – местностей и высотных геоботанических поясов. Например, климатогенное поле однородности высотного геоботанического пояса определяет инвариантное проявление совокупности элементов биотического компонента (как фито, так и зоо). Его влияние проявляется через гидротермические условия, сезонная динамика которых определяет и сезонную динамику элементов биоэкосистемы. Литогенное поле разнородности ландшафта вносит свои поправки в гидротермические условия и определяет территориальную мозаику биотических сообществ. Например, в поясе хвойных лесов Северо-Западного Кавказа чаще всего на склонах северной экспозиции растут пихтовые леса, южной – сосновые.
Рис. 2. Биоценотическая модель фации (биоэкосистемы) (Шальнев, 2004).
1 – биоценотическая модель.
Ее компоненты:
2 – абиотические (горные породы, воздух, вода);
3 - растительность;
4 – животное население;
5 - микроорганизмы;
6 – почвы.
Подсистема:
7 - “среда”.
Связи геосистемы:
8 – влияние компонентов среды на “хозяина”
9 – обратная связь “хозяина”;
10 – биогеохимический круговорот.
Внешние геосистемы:
А – литогенное поле разнородности ”местности”;
Б – климатогенное поле однородности геоботанического пояса;
11, 12 – прямые и обратные связи с внешней средой.
13 – вход ВЭИ;
14 – выход геосистемы (качество окружающей среды как части экобиосферы Земли).
В традиционных ландшафтных исследованиях, и в настоящее время, основное внимание уделяется растительности и животному населению с позиций компонентного анализа с использованием описательных методов. Внутриландшафтная дифференциация биотического компонента обычно рассматривается на примере изучения биогеоценозов. Подобный же опыт изучения животного населения фактически отсутствует. С этой проблемой мы столкнулись при изучении ландшафтов Северного Кавказа.
В свою очередь результаты этих круговоротов (наращивание биомассы, ее отмирание и утилизация) оказывают большое влияние на компоненты окружающей среды биоценотической модели (особенно почвенные), а также, как следствие, на само качество окружающей среды не только биоэкосистемного уровня, но и ландшафтного и в целом экосферного биосферы Земли. Таким образом, биоэкосистемы – это набор “атомарного уровня” ландшафтных структур, формирующих и регулирующих качество природной среды ландшафта и биосферы.