Text
                    Д. Л. Арманд
НАУКА
О ЛАНДШАФТЕ
(Основы теории
и логино-математические методы)
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МЫСЛЬ»
МОСКВА 1975

ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 20901-174 155-75 © Издательство «Мысль». 1975 004(01 )-75
Посвящается памяти погибших товарищей Л. Ф. Куницына и А. А. Минца Предисловие Эта книга не является ни курсом ландшафтоведения, пи последовательным изложением его теории. Это серия очер- ков на теоретические и методические темы, которые расположе- ны в известной логической последовательности. Мне как географу-ландшафтоведу не раз приходилось стал- киваться с вопросами методического характера, которые были недостаточно разработаны. Я чувствовал, что они тормозят раз- витие науки и часто вызывают ненужные дискуссии. Иногда также замечал, что даже ведущие ученые ошибаются из-за то- го, что они незнакомы с основными приемами математики, фи- зики, логики, которые день ото дня занимают все более важное место в географических исследованиях. В тех случаях, когда мне удавалось разобраться в этих вопросах или приемах, по- являлось естественное желание рассказать об этом другим, что- бы дать им возможность не задерживаться на уже решенных проблемах, а сразу идти дальше. В последнее время возникло и другое нежелательное явле- ние. Применение новых методов, в частности математических, сильно продвинулось вперед. В связи с этим у некоторых ис- следователей появились признаки научного снобизма. Они пишут сложно и, кажется, получают удовлетворение от того, что их почти никто не понимает. Иногда их статьи бывают по- хожи па упражнения в математике. В то же время нельзя попять, какой вклад они вносят в содержательную географию. Все это вместе с наводнением продуктами «терминофилии» и неумеренным изобретением новых наук создает вокруг геогра- фии атмосферу эзотеричности, отрыва научной элиты не только от широких масс, по и от основного контингента профессиональ- ных географов. Мне хотелось бы предостеречь моих читателей от такого нсевдоноваторства. Наконец, в географии вообще, а особенно в ландшафтове- деиии укоренился ряд догматов, которые, как мне кажется, ос- новываются не на фактах, добытых из наблюдений, но па тра- диционных представлениях, высказываниях авторитетов, незако- номерных заимствованиях из других наук. Может быть, настоя- щая работа побудит некоторых коллег взглянуть на природу не- предвзято, воспринять ее такой, какова она есть. Эта книга — итог почти 40-летних размышлений, экспеди- ций, лекций, литературных работ. Но я должен признаться, з
что многое в ней только намечено, но не продумано до копна, многие планы построены, но не реализованы. Ну что ж, будет неплохо, если книга поможет другим закончить то, что я не су- мел или не успел сделать. В книге я не рассматриваю и не использую сложных тео- рем математики или логики. Я только обсуждаю вопрос о том, какие разделы из этих наук могли бы найти применение в гео- графических исследованиях, и привожу простые примеры. Первые две главы методологические. Первая касается тео- рии физической географии; во второй — рассматривается во- прос о применении в ландшафтоведении точных наук и о зна- чении, которое они могут иметь для его прогресса. Дальше идут четыре главы по частным вопросам методики ландшафтове- дения, так или иначе связанным с точными науками: балансы, баллы, классификации, районирование. И наконец, последние две главы содержат изложение моей точки зрения на дальней- шее развитие ландшафтоведения и на то, какую роль оно может сыграть в улучшении жизни общества. Части рассматриваемых тем я уже касался в статьях. Для книги они пересмотрены и дополнены. Читатели, знакомые с моими прежними работами, наверно, заметят здесь некоторые новые оттенки. Что ж делать: эволюция взглядов закономерна. Прежде всего это касается разделения географии на физи- ческую и экономическую. Раньше я был сторонником строгою разделения наук, входящих в географическую систему. Но рост значения пограничных отраслей: изучения городских и антро- погенных ландшафтов, организации территории, оценки природ- ных ресурсов, охраны среды от загрязнения, экологии человека, упорядочения рекреаций и т. д. — убедили меня в том, что должна быть выделена область нерасчленениой общей геогра- фии, существующей наряду с физической, экономической геогра- фией п географией населения. В отношении физической геогра- фии я являюсь сторонником равномерного изучения косной и живой природы, хотя полагаю, что последняя часть должна быть расширена за счет внедрения в экологию и биогеоценологию.
Основные понятия § 1.1. ЛАНДШАФТ И ГЕОСИСТЕМА Всякая наука стремится к созданию ясной теории. Предпосылкой к этому служат точные определения (дефини- ции) применяемых в науке понятий. Составление их свода, под- чинение их друг другу, вывод из наименьшего числа постула- тов, словом, формализация науки — операция, необходимая на современном этапе познания. География — комплексная наука, следовательно, изучаемые ею связи представляют значительную сложность. «В случае, когда дело касается сложных связей и отношений, одной ин- туиции и здравого смысла, представленного в формах обычного рассуждения, оказывается недостаточно; нужна точная логика формализованного языка» (Войшвилло, 1967, стр. 4). Интуи- тивное понимание «...складывается стихийно со всеми вытекаю- щими отсюда последствиями — неясность, неустойчивость, на- личие вариаций, фрагментарность и т. п. И логика должна при- ложить известные усилия, чтобы сделать его явным и недву- смысленным...» (Зиновьев, 1967, стр. 9). Все определения в конце концов основываются на простых фундаментальных понятиях, таких, как «пространство», «вре- мя», «движение», определять которые далее нельзя. Они счи- таются общепонятными или поясняются средствами обычного языка. «Часть терминов и высказываний из научного языка переходит в обычный. С другой стороны, многие термины и вы- сказывания обычного языка используются в науке» (Зиновьев, 1967, стр. 10). Между научным и обычным языком нет резкой границы. Кроме фундаментальных понятий теория основывается на очевидных фактах. В географии такими фактами, которые из- вестны людям с давних пор, служат наличие планеты Земля с поверхностью, состоящей из суши и моря, над которыми имеет- ся атмосфера, и т. и. Эти простые утверждения играют туже роль, что аксиомы в математике, с той, однако, разницей, что из аксиом все здание математики может быть выведено чисто дедуктивным путем, в географии же требуется дополнительный сбор фактов и их обобщение. Говоря об аксиомах, следует иметь в виду, что они явля- ются не истинами в последней инстанции, но историческими ка- тегориями, принимаемыми людьми за очевидные в определен- 5
ную эпоху в зависимости от добытой ими суммы знаний и опы- та. Их следует рассматривать как истины, которые не доказы- ваются в пределах данной научной теории (Колмогоров, 1949). Это особенно относится к постулатам, под которыми понима- ются недоказуемые, по правдоподобные предположения (Голо- ванов, 1970). География хотя и не имеет своей аксиоматики, по опирается на аксиомы фундаментальных наук: логики, матема- тики и т. п. В этом опа подобна другим естественным наукам: астрономии, биологии и пр. Большинство определений являются разъяснением понятий, передаваемых через термины. Общепринятые термины нужда- ются в определениях для уточнения и ограничения их смысла, вновь вводимые или различно понимаемые — для конструиро- вания новых понятий. Вопрос о важности географических опре- делений основательно рассмотрен Н. В. Миловидовой (1969а). В этой работе я буду стремиться уточнять употребляемые термины во всех случаях, когда их значение может вызвать сомнение. Давая дефиницию, я не навязываю своего мнения, по только хочу сказать: в данной работе этот термин употреб- ляется именно в таком смысле, потому что именно такое слово- употребление представляется мне наиболее разумным или удоб- ным. Понятия, с определения которых надо начать изложение, касаются не только ландшафтоведения, ио и физической геогра- фии вообще. 'Самое общее понятие, с которым мы сталкиваем- ся при построении терминологии физической географии, есть «природа». С первого взгляда кажется, что оно так просто, что относится как раз к числу тех первичных понятий, которые не могут быть определены, но лишь объяснены простыми словами, например, «природа это все, что пас окружает». Однако пас окружают не только естественные предметы, по и произведения рук человеческих: технические сооружения и химические мате- риалы. Наконец, мы живем в человеческом обществе, которое не относится к природе. С другой стороны, нельзя не признать, что технические сооружения во многих отношениях влияют па окружающую природу и людей так же, как естественные об- разования. Дом отбрасывает тень, создает турбулентность воз- духа, способствует снегоотложепию, отражает солнечные лучи и т. д. так же, как скалистый утес сходного с ним размера. Облако пара, выпускаемого теплоэлектроцентралью, так же ограничивает солнечную радиацию и так же препятствует об- ратному излучению Земли, как обычное кучевое облако. Если, мы не признаем технические сооружения частью природы, то . придем к" абсурдному выводу, что все городское население в паше время живет вне природы и она на него никак не влияет. Если мы исключим из природы все продукты общественного труда, то как мы отнесемся к бобровым плотинам, к построй- кам термитов, которые представляют собой проявления целена- 6
правленного преобразования природы, только произведенного трудом отличных от пас существ? В настоящей книге я принимаю следующее определение: Природа есть всеобщая система, состоящая: 1) из естест- венных, в том числе измененных человеком, предметов и яв- лений, 2) из технических сооружений, рассматриваемых с точ- ки зрения тех свойств, которые влияют на окружающую среду (местоположения, объема, веса, цвета и т. д.), но не их внут- ренних функций и структуры 1 и 3) из самих людей как био- логического вида (по не их общественных отношений). Компоненты и р ирод ы суть ее части, однородные по аг- регатному составу, а также но наличию или отсутствию проявле- ний жизни. Компонентами природы являются межзвездный газ, межпланетный ионизированный газ (плазма), атомарный газ, обычные (молекулярные) газы, жидкости (на Земле — вода), лед и снег, горные породы (вещество земной коры), вещество мантии, вещество ядра, органо-минеральные смеси (почва), ра- стения, животные и технические сооружения (с указанной точ- ки зрения). Между компонентами известны переходы, например: между минералами и жидкостями — битумы, смолы и т. п., между минералами и газами — дымы, между жидкостями и газами — туманы и даже между живыми и неживыми компо- нентами — вирусы. Климат — многолетний режим погоды и рельеф — внешняя форма горных пород и почв, компонентами природы не являются, ибо все компоненты — материальные тела, а климат и рельеф — свойства: первый — воздушных масс, второй — земной коры. Чтобы комплексы возникли, необходимо взаимодействие не- скольких компонентов, по крайней мере двух. Наиболее тесное соприкосновение и взаимное проникновение компонентов наблю- дается, как известно, вблизи поверхности твердой Земли (Гри- горьев, 1946, 1966 а). Итак: Природный комплек с—это пространственно ограничен- ный набор компонентов, объединенный относительно тесным вза- имодействием. Природные комплексы бывают полными, т. е. включающими все имеющиеся в данном месте компоненты, или частными, т. е. включающими только часть компонентов, наи- более тесно связанных или представляющих особый интерес для целей исследования. Таким образом, в частный комплекс могут включаться те или иные стороны и свойства природы по на- шему желанию. Наиболее часто подвергаются рассмотрению следующие частные комплексы; гидрометеорологический, геоло- го-геоморфологический, гидрогеоморфологический, почвенно-гео- морфологический, почвенно-биологический. Природные комп- лексы ни с определенным размером, ни со степенью сложности Г 1 Сооружения, специально созданные для воздействия на среду, как, на- пример, плотины и лесополосы, включаются в природу также и с точки зрения их функций. 7
не связаны. Можно говорить о комплексе степной западины и о комплексе Мирового океана. Строго говоря, комплексы je имеют границ, так как каж- дый их пограничный участок связан какими-либо общими свой- ствами либо переносим тех или иных видов материи и энергии с участками, лежащими еще дальше за его «краем». Если мы будем рассматривать и эти связи как внутренние связи комп- лекса, то никогда не найдем его конца. Таких устойчивых границ, на которых не происходит обмена веществ и видов энергии, не существует на Земле. Поскольку, однако, невозмож- но изучать системы с бесконечным числом членов, мы вынуж- дены проводить их границы по линиям ослабления связей, точ- нее — по поверхностям, вдоль которых передача материи и [ энергии оказывается наименьшей. Таким образом, все природ- ные комплексы надо рассматривать как открытые системы. ' Как полные, так и частные природные комплексы могут быть территориальными (или экваториальными) ц не- территориальными (и пеакваториальными) '. Последние комплексы, ограниченные только принадлежно- стью к Земле и относительно тесными связями внутри их, на- зываются геосистемами. Частным видом геосистем являют- ся парагенетические комплексы Ф. Н. Милькова (1967, стр. 64— 66). Геосистемы приобрели в последнее время большое значе- ние в связи с распространенным сейчас в науке системным под- ходом. Собственно, в них нет ничего принципиально нового. Географы описывали природные явления, понимая их как си- стемы, задолго до канонизации этого термина. Так, например, Л. С. Берг (1947 а) связывает благодаря наличию потоков мор- ских вод, атмосферы и организмов в одну пространственную систему умеренные широты обоих полушарий и в одну функцио- нальную — оледенение, орогенез в Эфиопии и Андах, Атлан- тический хребет, разнос семян пролетными птицами, приспособ- ление пелагической фауны к жизни на глубинах. Все эти яв- ления используются им для объяснения биполярного распрост- ранения организмов. Еще в большей мере системный подход чувствуется в статье того же автора о лёссах (1947 б). Тем не менее меткое слово для старого, бессознательно при- менявшегося понятия, заострение внимания на нем имеет опре- деленный смысл хотя бы потому, что позволяет зафиксировать общий методический прием в ряде наук и общую структуру си- стем разного происхождения. Выделение систем важно для вы- яснения генезиса, понимания и прогнозирования природных про- цессов. В. Н. Голованов пишет: «Содержанием познания яв- ляется отражение сущности, а формой познания является си- 1 В дальнейшем, если не будет оговорено противоположное, я для кратко- сти буду часто употреблять слово «территориальный» в применении к прост- ранствам, как сухопутным, так и водным. 8
стема» (1970, стр. 85). Б. Л. Гуревич (1968, стр. 62) считает, что «...без обнаружения упорядоченности, системности, законов, выражающих «постоянное и устойчивое» в изменяющихся гео- графических образованиях, география как наука невозможна». Зарезервировав за собой особое мнение насчет законов, в ос- тальном я полностью присоединяюсь к этим высказываниям. Хорошую сводку определений системы дают В. М. Гохман и др. (1971, стр. 66). Наиболее точное определение, оно же наиболее краткое, принадлежит Л. Берталанфи: «Система есть комплекс элементов, находящихся во взаимодействии». Все ос- тальные повторяют ту же мысль с небольшими отклонениями. А. Д. Арманд (1971, стр. 15), стремясь подчеркнуть условный характер выделения систем, определяет их как «произвольный набор взаимодействующих элементов». Системе придаются ка- чества, неявно присутствующие во всех комплексах: способность делиться на подсистемы и в свою очередь входить в системы высшего порядка (иерархичность), обладание большим содер- жанием, чем сумма содержания подсистем, наличие прямых и обратных связей, непрерывность развития (Михеева, 1971, стр. 83), структурность, т. е. наличие определенной организации. Системный подход может быть применен при изучении как ста- тики, так и динамики природных комплексов. Геосистемы мо- гут быть и малыми, и большими, простыми и сложными. Многие системы являются саморегулирующимися или самоорганизую- щимися (Арманд А. Д., 1971, стр. 16—17; Спектор, 1971, стр. 89). Не только в органическом мире, например при суще- ствовании системы хищник — жертва, но и в мире неорганиче- ском при наличии отрицательных обратных связей геосистемы обладают тенденцией к сохранению status quo, как бы склон- ностью к консервации. Это свойство базируется на широко рас- пространенном в природе принципе Ле Шателье: если па систе- му, находящуюся в равновесии, воздействовать, изменяя какое- нибудь из условий, определяющих это равновесие, то оно сме- стится в том направлении, при котором эффект произведенного воздействия уменьшится. Трехмерность и внетерриториальность геосистем затрудня- ют их изучение. В частности, они уменьшают значение карты как универсального орудия географии и выдвигают на ее место графики. К сожалению, авторы, пишущие о геосистемах, или не упоминают об этих особенностях, считая геосистемы простым синонимом территориальных природных комплексов, как это делает Б. В. Сочава (1972, стр. 18—19), или не приводят кон- кретных примеров, как В. М. Гохман с соавторами (1971). В первом случае понятие «геосистема» превращается в терми- нологическое излишество, дублируя такие понятия, как «ланд- шафт» или «район», во втором — понятие геосистемы стано- вится неопределенным и даже до некоторой степени таинствен- ным. 9
Геосистемы, подобно всем вообще комплексам, охватыва- ют меньшее или большее (вплоть до полного) число компонен- тов. Например, гидрометеорологической геосистемой является область Исландского минимума, в которой выпадают обильные осадки, вместе с областью Азиатского максимума, где форми- руется антициклон, служащий причиной перетеканий воздуш- ных масс через Арктику в область минимума. Эта геосистема весьма слабо связана с земной корой и развивается преимуще- ственно в атмосфере. В единую гидрогеоморфологическую гео- систему объединяется тальвег балки и самые различные угодья, лежащие на ее водосборе, с которых весной поступают в нее сток и наносы. Наиболее трудно выделять полные геосистемы, поскольку, например, в долину вода может поступать с вер- ховьев реки и притоков, ветер приносит пыль, дожди или засуху преимущественно с запада и с востока, а мигрирующая фауна приходит с севера и с юга. Таким образом, геосистемам прихо- дится придавать функциональное значение, ограничивая их рас- смотрением какого-либо процесса или группы процессов. Такое понимание близко к определению А. Ю. Ретеюма (Гвоздецкий и др., 1970, стр. 45—46; Ретеюм, 1971). Э кас и с т е м а м и, в соответствии с точным смыслом слова, называются геосистемы, в которых существенную роль играют биокомпопенты. Так, в одну экосистему можно объединить лет- ние гнездовья водоплавающих птиц в Европейской части СССР и их зимовья в Северной Африке, Саргассово море, где выводятся личинки угря, и берега Европы, куда приходят взрослые особи. Экосистема степного участка лесостепи включает и лесные опушки, где размножаются некоторые из лпстогрызущпх насеко- мых, и байрачпые леса, где скрываются днем травоядные, па- пример перекапывающие степную дернину кабаны, и т. д. Экосистемы в такой же мере функциональны, как и все гео- системы, ибо они ограничиваются жизненными процессами или оборотом органических веществ; косные компоненты рассмат- риваются в них постольку, поскольку они формируют экологи- ческие условия существования организмов. А. А. Минц и В. С. Преображенский (1973, стр. 24) выска- зывают мысль, что географ, оперирующий с экосистемами, смот- рит на вещи с биологической точки зрения, как бы подразде- ляет систему на «дом» и «хозяина». Между тем геосистема при- знает равенство компонентов и потому более географичпа. Та- кой оттенок у биологов действительно имеется, по для геогра- фов он не обязателен. Ведь можно рассматривать не только условия жизни «хозяина» в «доме», но п те изменения, которые претерпевает «дом» под влиянием «хозяина». Выделение геосистем, и в том числе экосистем, весьма пло- дотворно в теоретических вопросах, по оно часто оказывается неудобным для практических целей. Для них обычно приме- няется деление на природные территориальные комплексы. to
I I Рис. 1. Геосистема (I) и природный территориальный комплекс (ланд- шафт) (II) горного массива. J t I — । рапнца геосистемы и комплекса; 2 — испарение; 3 — перенос вла1и внутри геоси- стемы; 4—осадки; 5 — речной сток внутри геосистемы; 6 — принос влаги из равнинного комплекса А в горный 13; 7 — вынос жидкого и твердого стока по реке из горного комп- лекса Б в равнинный В Практические цели требуют выделения территорий, ограничен- ных вертикальными поверхностями. При этом геосистемы, как правило, рассекаются па части. Конечно, территориальные ком- плексы тоже можно рассматривать как системы, но ограничен- । пые уже не линиями ослабления связей, а линиями, на которых природные характеристики изменяются с различными градиен- тами, в том числе наибольшими. Поток (иногда огромный) ве- щества или энергии, поступающий па границу комплекса или 1 выходящий из пего, рассматривается как внешний, как влияние, 1 оказываемое па комплекс его соседом. На рисунке 1 видно, что } в геосистеме область формирования облаков, область выпадения ! осадков и область речной аккумуляции рассматриваются как 11
принципу относительной однородности и горизонтальными принципу исчезновения дк нз г Схема выделения природ- комплексов Рис. 2. чых территориальных АБВГ — комплекс 1-го ранга, ДЕЖЗ — 2-го ранга, КЛМН — 3-го ранга. Количество рангов равно количеству таксоно- мических единиц районирования одно целое. В системе территориальных комплексов они разде лены. Итак, природный территориальный или эква- ториальный комплекс — это участок территории или ак- ватории, условно выделяемый вертикальными границами но "влияния того фактора, на основании ко- торого данный комплекс вы- делен. Что считать относи- тельной однородностью и какую степень влияния мож- но считать пренебрежимо малой, необходимо оговари- вать в каждом отдельном случае. Ясно, что даже неглубо- кий овраг влияет на турбу- лентность ветра и на грунто- вый сток, но влияние его вверх и вниз распространя- ется на меньшую высоту, чем влияние речной долины или межгорной котловины, а вли- яние последней — на мень- материка или океана. Комп- чем они больше шую высоту, чем влияние целого лексы простираются в вышину тем дальше, и чем резче они выделяются среди окружающей территории (Калесник, 1955, стр. 9; Арманд Д. Л., 1957, стр. 101; Родомаи, 1967, стр. 29) (рис. 2). Так как термин «природный территориальный или эквато- риальный комплекс» очень громоздок и, несмотря на точность, неудобен при частом употреблении, то вместо него я буду упо- треблять однозначный с ним, краткий термин «ландшафт». Та- ким образом, ландшафт есть синоним природного территори- ального или экваториального комплекса. Слово «ландшафт» мож- но применять не только к любым таксономическим единицам, например говорить: ландшафт лесной поляны, ландшафт Коль- ского полуострова, ландшафт шельфов, но и в общем смысле, подобно понятиям «почва», «климат» и т. д., например «в ланд- шафт входят следующие компоненты...». Принятое мной 1 или близкое значение термина «ландшафт» разделяет ряд советских географов: С. С. Неуструев, Ю. К- Еф- ремов, Ф. Н. Мильков, В. И. Прокаев, П. С. Кузнецов и др. Не- которые, как, например, А. А. Григорьев, С. В. Калесник, 1 В случае, когда слово «ландшафт» будет применяться в ином смысле, оно будет сопровождаться звездочкой ( ) 12
Ц1. А. СолнцевjА. Г. Исаченко, К. И. Геренчук и другие, понима- ют под Л а ОЛпа фтом единицу определенного таксономического ранга, как район или часть района. И. М. Забелин, разделяющий эту точку зрения, особенно настаивает на том, что ландшафта- ми следует считать только участки суши, не покрытые льдом. И. М. Крашенинников, Б. Б. Полыпов, М. А. Первухин и Н. А. Гвоздецкий понимают под ландшафтом определенный класс типов местности. Л. С. Берг вначале примыкал к пер- вому, а потом ко второму и к последнему определению, не за- мечая имеющейся между ними принципиальной разницы. По- следующие авторы не всегда указывают, какое значение ланд- шафта они принимают, вызывая этим ненужные дискуссии, ос- нованные на недоразумениях. Я присоединился к первой группе географов, так как нахо- жу, что дать краткое название, соответствующее природному территориальному комплексу, необходимо, придумывать новые термины, подобные «геохоре», нежелательно, а другие, принятые в нашей литературе термины, как «область», «район» и т. п., имеют специфически региональный смысл. Ландшафт же, бук- вально стержень, ствол, тело страны, этимологически гармони- рует с принятым выше словоупотреблением и не содержит ка- ких-либо намеков на таксономический ранг. Отсюда вытекает понятие тип ландшафта. Под ним под- разумевается совокупность природных территориальных комп- лексов, хотя бы и разобщенных, но обладающих набором одних и тех же компонентов, притом находящихся в том же составе и состоянии. Это то самое, что Н. А. Гвоздецкий (1961) обозна- чает термином «ландшафт». § 1.2. ЛАНДШАФТНАЯ СФЕРА Геосферой называется сфера (полый шар) в соста- ве Земли, приблизительно симметричная относительно ее центра и состоящая преимущественно из вещества, находящегося вод- ном и том же физическом состоянии (агрегатный состав, плот- ность, пределы температуры, ионизация и т. п.). Помимо основ- ного компонента в геосфере могут присутствовать примеси дру- гих компонентов. Главными сферами Земли являются (если идти снаружи внутрь): экзосфера (по М. М. Ермолаеву, 1969 — протонсГсфера), ионосфера, мезосфера, стратосфера, тропосфера, гидросфера, литосфера (земная кора), мантия (со слоями В, С и D) и ядро (внешнее и внутреннее). Выделяются также функциональные геосферы — по какому-либо особому свойству материи, например: стратисфера — по встречаемости осадоч- ных пород, астеносфера — по соотношению температуры и дав- ления, обусловливающему расплавленное состояние горных по- род, биосфера В. И. Вернадского — по распространению орга- низмов и т. д. Кроме того, выделяются комплексные сферы, на- 13
пример: атмосфера, объединяющая все сферы с газообразным состоянием вещества, твердая Земля, объединяющая все сферы, лежащие ниже земной поверхности, ландшафтная сфера, объ- единяющая три срединные (отнюдь не поверхностные) сферы: тропосферу, гидросферу и литосферу. Эта сфера, имеющая для нас наибольший интерес, заслуживает особого определения. Ландшафтной сферой (термин предложен Ю. К- Ефре- мовым, 1950, стр. 44) является подсистема Земли, обладающая следующими свойствами: 1) вещество в ней находится в трех агрегатных состояниях; 2) все виды вещества взаимно прони- кают и взаимодействуют друг с другом; 3) физико-географиче- ские процессы протекают как за счет солнечного, так и внутри- планетных источников энергии; 4) все виды энергии, поступая в нее, претерпевают трансформацию и частично консервируют- ся; 5) вещество и энергия в ее пределах сильно дифференциро- ваны в тангенциальном направлении. Сферы, лежащие вне и внутри ее, не обладают этим комплексом свойств. Может показаться странным, что я не включаю в число свойств, вошедших в определение ландшафтной сферы, пали- j чие живой материи. Но это свойство не является определяю- щим, так как можно представить себе время, когда ландшафт- ная сфера уже существовала, но жизни в ней еще не было. На других планетах есть аналоги ландшафтной сферы Зем- ли, которые не обладают полным набором ее свойств. Крайпе упрощенным вариантом является ландшафтная сфера Луны, которая состоит из одного поверхностного слоя твердой плане- ты и обладает только свойствами 3 и 5 и, может быть, отчасти 4 (за счет перекристаллизации минералов). , Сфера называется «ландшафтной», так как в пей, и только в ней, существует ландшафт, она из пего состоит, им заполнена. Ландшафтная сфера является верхним пределом ландшафта при увеличении его размеров. Существует ряд синонимов ландшафтной сферы. Наиболее распространенные: «физико-географическая» (Григорьев, 1932, 1966 б, стр. 30—31) или «географическая оболочка» (Калеспик, 1947, стр. 8). Этот термин представляется устаревшим. Он в форме «внешней оболочки» восходит к П. И. Броунову (191С-), к тому времени, когда человечество не знало о наличии вокруг Земли большого количества слоев, сопровождающих Землю в ее вращении. Тогда ландшафтная сфера могла казаться наружной оболочкой, но этот термин странно применять к слою, лежа- щему, как мы теперь знаем, на дне воздушного оксана (рис. 3). Ведь плотность вещества остается существенно повышенной по сравнению с открытым космосом еще на расстоянии трех зем- ных радиусов (Ермолаев, 1969). Второй термин С. В. Калес- ника «ландшафтная оболочка» лучше, потому что он объясняет физическую сущность объекта, но в отношении «оболочки» стра- дает тем же недостатком. 14
Р и с. 3. Земля в разрезе. Масппаб отдельных сфер соблюден, На врезке —то же, в меныпем масштабе. 1 — экюсфсрз; 2 — ионосфера; 3- мезосфера; 4 — стратосфера и тропосфера; 5 — гидро- сфера и литосфера; 6 — мантия (батисфера), слои В; 7 — то же, слой С; 8 — то же, ('лой D. 9 -внешнее ядро; 10---внутреннее ядро (субъядро); И—на врезке — ланд- шафтная сфера, масштаб не позволяет показать отдельные входящие в нее геосферы Ф. Н. Мильков под ландшафтной сферон понимает тонкий слой, «зону непосредственного контакта» (1967, стр. 19) тол- щиной несколько сот метров, лежащий на границе двух и трех сред: на суше — атмосферы и земной коры, а на море — суши и толщи воды и этой последней и атмосферы. Он называет эти слои биологическим фокусом Земли (Мильков, 1967, стр. 18). Ранее я тоже придерживался этой терминологии (Арманд Д. Л., 1957, стр. 100—101), но впоследствии пришел к выводу, что в выделении тонкой пленки нет надобности, поскольку, как вид- но из рис. 2, толщина зоны непосредственного контакта зависит от масштаба рассматриваемой территории и по существу можег быть любой в пределах «большой ландшафтной сферы». 15
Существует еще много терминов, более или менее соответ- ствующих ландшафтной сфере: «эпигенема» Р. И. Аболииа, «фитогеосфера» Е. М. Лавренко, «биогеносфера» И. М. Забе- лина, «эпигеосфера» А. Г. Исаченко, «симмисфера» Н. М. Сват- кова, более узкая «биогеосфера» Ю. К- Ефремова. Я не вижу в них преимуществ перед более простыми названиями, за исклю- чением чисто лингвистического: обогащения географов сведе- ниями из древнегреческого языка. В течение последних полутораста лет физикогеографы по- разному определяли предмет своей пауки. В Советском Союзе определения шли по сходящимся линиям и в настоящее время почти все пришли по этому вопросу к единому мнению. Рань- ше, когда знания были сравнительно поверхностными, встреча- лись очень широкие представления о предмете географии. Но по мере их детализации п углубления географы ограничивали пространственные рамки своего предмета изучения. Вот не- которые примеры определений предмета географии и физической географии. К- Риттер — «весь Земной Шар»; О. Петель — «природа Земли»; Э. Ю. Петри — «существо и жизнь Земли»; Г. Герланд — «взаимоотношение теллурических сил, образова- ние и развитие земной материи»; Ф. Рихтгофен — «земная по- верхность»; А. Геттнер — «страны, изучаемые с точки зрения пространственного размещения предметов и явлений»; Э. Мар- топп — «распределение по земной поверхности физических, био- логических и связанных с деятельностью человека явлений, а также причины этого распределения»; П. И. Броунов — «совре- менное физическое устройство наружной земной оболочки» (1910); А. А. Григорьев — «структура внешней географической оболочки Земного Шара» (1946, 1966а); С. В. Калесник — «структура географической оболочки, законы ее формирования, пространственного распределения и развития» (1947) или, поз- же, «ландшафтная оболочка как целостная система и отдельные ее участки и группы этих участков» (1970а); К- К- Марков и А. И. Соловьев — «географическая среда, ее развитие, типы, естественные ресурсы, ее районные видоизменения — географи- ческие комплексы» (1948) ;.Н. А. Солнцев — «природные терри- тор и а л ыз ы е комплексы разного масштаба» (1948); KJ. Г. Сауш - Ц11Н — «географическая среда и районы, создающиеся в процес- сё -ее развития» (1951). Последующие авторы — Ф. Н. Милю- ков, Ю. К. Ефремов, Н. А. Гвоздепкин, И. И. Михайлов, И. М. Забелин, В. И. Прокаев и другие — разделяют взгляды А. А. Григорьева и С. В. Калесника на то, что предметом комп- лексной физической географии является, по-разному называе- мая, та сфера Земли, которая выше определена как ландшафт- ная, и составляющие ее комплексы, или, принимая поправку Н. А. Гвоздецкого (1969), природа этой сферы. Ландшафтная сфера как предмет науки удобна тем, что она естественно выделяется в сложной структуре планеты как об- 16
ласть сближения, столкновения, обмена компонентами наиболее контрастных геосфер. Она напрашивается на эту роль сама, ее место не надо искать. Есть два понятия, которые многие ошибочно считают за си- нонимы ландшафтной сферы. Эти понятия: географическая сре- да и биосфера. Первое из них заимствовано из общественных наук. Оно фигурирует в качестве предмета географии в сочинениях ряда авторов. Но слово «среда» не имеет самостоятельного значения. Оно обязательно требует ответа на вопрос: «среда чего?». В дан- ном случае, очевидно, среда человечества, среда общества. Но не все содержание географии связано с обществом. К тому же человечество непрерывно растет, распространяется и вширь, и вглубь, и ввысь и захватывает новые виды вещества в область своих 'интересов; оно уже (вышло в Космос, Луна становится его средой, проект верхней мантии обещает вывести орудия чело- века в недра Земли. Соприкосновение, взаимодействие с обще- ством — единственное качество, позволяющее относить к гео- графической среде тот или иной участок пространства. Поэтому, вопреки мнению С. В. Калесника (БСЭ, III изд., 1971 б, стр. 749), географическая среда простирается всюду, куда про- никают представители человеческого общества. Частица «ге» в слове «географический» является рудиментарной и играет лишь историческую роль, указывая на происхождение слова. Точка зрения С. В. Калесника противоречива и в другом от- ношении. Он пишет: «...элементы среды, созданные из природ- ных веществ... не имеющие аналогов в девственной природе, в состав географической среды уже не входят...» Они входят в другую, техногенную среду. С другой стороны, географическая среда — это «часть природного, в той или иной степени изме- ненного людьми окружения человеческого общества». Где гра- ница двух сред, в которых живет человечество? Стадион, канал, шлюз на канале — это измененная природа или элементы, не имеющие в природе аналогов? Что считать аналогом? Канава, вырытая для прокладки водопровода, — аналог эрозионной про- моины или нет? Теория двух сред вызывает ряд натяжек и противоречит единству реальной обстановки, в которой живет общество. Мне представляется более последовательной позиция Н. Н. Колосов- ского, писавшего: «Плотины на реке, каналы, районная элект- росистема, шахты, сеть железных дорог и т. д. подчиняются за- конам природы. Это та же природа, но в измененной челове- ком форме» (Колосовский, 1955, стр. 134). Часть факторов, входящих в понятие географической среды, по не являющихся материальными телами, например сила тя- жести, климат, давление воздуха, расстояние до мест работы или отдыха и т. и., объединяются понятием географических условий ж и з и и общества.
У Пример с географической средой показывает, что понятие, очень полезное в области одной науки, может привести к вред- ной путанице, будучи некритически перенесено в другую. Термин «биосфера», введенный Ламарком и получивший но- вое звучание в устах В. И. Вернадского, согласно последнему, есть «поверхность нашей планеты», «ее наружная область, от- граничивающая ее от космической среды» (1967 а, стр. 225). Далее В. И. Вернадский говорит, что организмы, наряду с вул- каническими силами Земли, принимали участие в создании всех основных газов атмосферы, вод океана, каустобиолитов, извест- няков, фосфоритов и некоторых других пород земной коры. По- этому вся область распространения указанных веществ должна считаться областью жизни —. биосферой. Вывод, вполне понят- ный в устах геохимика, открывшего громадную организующую роль жизни и, в частности, ее роль в создании вещества пашей планеты, но неприемлемый для физикогеографа, который не мо- жет преуменьшить участие абиотических процессов в создании лика Земли. Как бы пи было велико значение жизни в паше время и в ходе геологической истории, жизнь все же вторичное явление, она развивается на инертном субстрате, преобразует инертную материю, приспосабливается к условиям, созданным теллурическими силами и солярным климатом. Физикогсограф должен изучать мертвую природу хотя бы для того, чтобы по- пять генезис и развитие той же жизни, должен изучать бесчис- ленные процессы, протекающие без ее участия: тектогенез, фи- зическое выветривание, геологическую эрозию, сток, приливы, морские волнения и течения, оледенения, всеобщую циркуляцию атмосферы и т. д. В. Б. Сочава совершенно правильно говорит, имея в виду изучение геосистем (1971, стр. 50): «Развитие си- стем почти всегда определяется начальными условиями, а та- ковые нередко определяются абиотическими факторами». Тоже говорит и Н. А. Солнцев (1962, стр. 11—12). Кроме того, биосфера В. И. Вернадского меньше, тоньше ландшафтной сферы, так как перечисленные выше органоген- ные породы распространены только в стратисфере и в метамор- физированном виде — в гранитном, по не в базальтовом слое земной коры. Наконец, биосфера ограничена во времени, так как, вопреки тезису В. И. Вернадского о постоянстве жизни и биомассы, мы не можем себе представить наличие жизни на метеоритах и космической пыли, из которых образовалась Зем- ля, как не можем себе представить явление без начала. Явле- ние жизни могло возникнуть только постепенно, а следователь- но, должен был существовать период, когда уже была ланд- шафтная сфера, но не было живых организмов. Жизнь преобразует лик Земли в такой же мере, как степ- ная роспись — интерьер здания. Но все же вряд ли найдется архитектор, который будет утверждать, что фрески несут па себе здание. Я говорю об этом, так как в последнее время в 18
географии наблюдается чрезмерное увлечение биологическими концепциями и стремлением ограничиваться в исследователь- ской работе рамками биосферы. Разумеется, пользоваться тер- мином «биосфера» допустимо в таких специализированных от- раслях физической географии, как биогеография и почвоведение. Сводить ландшафтную сферу к биосфере на основании большой роли, которую жизнь играет на планете, было бы столь же не- правильно, как и сводить ее к гидросфере на том основании, что вода в пей имеется в трех состояниях, насыщает все геосферы и тоже занимает важное место в жизни Земли. Имеется другая концепция биосферы, выдвинутая А. А. Гри- горьевым (1948, стр. 18). Согласно ей, биосфера — это не комплексная сфера, включающая в себя ряд геосфер, но особая дискретная система тел, состоящая только из живых организмов п стоящая вне и рядом с атмосферой, гидросферой и литосфе- рой. Такой подход имеет ряд преимуществ, потому что без вы- деления живого вещества в особую сферу непонятно, к какой геосфере его относить. Действительно, биомасса вряд ли может быть отнесена к твердому веществу земной коры, равно как и к гидросфере, хотя содержит в себе иногда до 95% воды. В на- стоящей работе я буду пользоваться термином «биосфера» только в смысле, который подразумевался А. А. Григорьевым. Соотношение двух понятий следующее: П о В. И. Вер и а д с к о м у П о Л. Л. Г р п г о р к е в у — географи- ческая оболочка тропосфера гидросфера литосфера биосфера (сумма организмов) гидросфера 1 - биосфера стратисфера J Здесь уместно внести следующее уточнение. У некоторых авторов, особенно у А. А. Григорьева (1948, 1966 в, стр. 108), встречается утверждение, что геосферы взаимно проникают друг в друга. Это неверно. Взаимно проникают компоненты, но не геосферы. Пыль постоянно носится в воздухе, но земная кора не носится в тропосфере, и пыль, поднятая на воздух, является ? компонентом атмосферы, а не земной коры. Точно так же воз- дух, растворенный в воде морей, является частью гидросферы, се «национальным меньшинством», по не частью атмосферы. Часть компонентов может «эмигрировать» из своей геосферы, по при этом геосферы, подобно государствам, из которых часть рабочих уезжает па заработки, остаются па своем месте. Нечет- кое разделение понятий геосферы и компонента встречается у ряда авторов, например у В. С. Преображенского (1972 а, стр. 23, 42). Может вызвать трудности положение влаги в твердом со- стоянии. Это, несомненно, особый компонент, неустойчивый в 19
термодинамическом поле Земли. Он не имеет своей сферы; хио- носфера слишком локальна и занимает на Земле слишком ма- лую долю пространства, чтобы считаться независимой геосфе- рой. Ее можно считать недоразвитой геосферой, но можно «раз- носить» по другим геосферам. Ее элементы принадлежат к ли- тосфере, когда стекают ледниками с горных вершин, когда в виде ископаемого льда залегают в грунте полярных районов, когда снежным покровом лежат зимой на почве. Но они при- надлежат к гидросфере, когда в виде айсбергов или пака дрей- фуют по морям, и к тропосфере, когда ледяными кристаллами носятся в воздухе. То же относится к парам в атмосфере и в почве. Несмотря на ясность понятия ландшафтной сферы, вопрос о ее границах вызывает споры. Большинство физико-географов считают ее верхней границей границу тропосферы — тропопау- зу, нижней — поверхность Мохо. А. А. Григорьев в последних работах немного переходит за обе эти границы (1963, стр. 179). С. В. Калесник (1955, стр. 8) и А. Г. Исаченко (1965, стр. 5) ограничивают ее распространение вниз нижней границей стра- тисферы. Ю. К. Ефремов (1966, стр. 48) сводит нижнюю часть ландшафтной сферы до «морфопетросферы», т. е. до поверхно- стной части литосферы. Все эти ограничения мне представляют- ся необоснованными, так как именно в нижнем слое литосферы протекают тектонические процессы, находятся фокусы нормаль-* ных землетрясений и очаги расплавленной магмы, изливающей- ся при извержении (Белоусов, 1954). Жизнь этой толщи тесней- шим образом связана с поверхностными процессами и с рель- ефообразованием. На материковых щитах вообще нет страти- сферы и гранитные массивы выходят на дневную поверхность. Таким образом, по перечисленным выше авторам получается, что в этих местах ландшафтная сфера вообще кончается под слоем почвы на глубине 0,5 м. Эту точку зрения разделяет и М. М. Ермолаев (1967, стр. 101), который зато продлевает вверх ландшафтную сферу до стратопаузы — верхней границы стра- тосферы. Я допускаю, что физикогеографов могут интересовать процессы, происходящие в стратосфере, например струйные те- чения, антропогенные облака аэрозолей или поглощение ультра- фиолетовых лучей в озоновом экране, но это только значит, что исследователи для некоторых специальных целей вынуждены выходить за пределы ландшафтной сферы, вверх — до страто- паузы или даже выше, так же как вниз до астеносферы, на глу- бину 50—400 км. Размеры ландшафтной сферы не зависят от интересов отдель- ных географов. Если придерживаться данного выше определе- ния, то с наибольшей вероятностью (делая допуск на недоста- точную изученность) мы можем принять вышеуказанные гра- ницы: тропопауза — на высоте 8—16 км, раздел Мохо — па глу- бине 12—70 км. 20
Симмисфера (сфера смешения) Н. М. Сваткова (1970, стр. 82, 158), уходящая в глубину океанов только на 100 м, а в земную кору — даже на 15 м, в высоту поднимающаяся до 85 км, т. е. до мезопаузы, разделяющей мезосферу и ионосферу, рас- сматривается автором как синоним ландшафтной сферы. Меж- ду тем для ее выделения применяется частный критерий — пе- ремешивание компонентов в ходе поглощения внешних потоков энергии. Она нужна для подсчета энергетического баланса. Критерий почтенный, но почему именно им мы должны огра- ничивать область нашего изучения? Неужели при рытье почти каждого колодца мы выходим за пределы географической сфе- ры и также за ее пределы забрасывают сейнеры свои сети? Но Н. М. Сватков (1974, стр. 34) прав, когда говорит, чго граница ландшафтной сферы тем шире, чем дальше в глубь веков мы смотрим. Палеогеограф вынужден заниматься боль- шим комплектом земных сфер, чем географ, занимающийся со- временными процессами. М. М. Ермолаев (1967, стр. 406) кроме ландшафтной сфе- ры предлагает понятие географического пространства, прости- рающегося от поверхности Мохо до расстояний, равных трем радиусам Земли. Самим его названием он подчеркивает, что именно оно является объектом изучения географии. Он мотиви- рует это тем, что географическое пространство сильно влияет па происходящие близ земной поверхности процессы. Я согла- сен, что это очень интересное пространство, но аргумента о его влиянии совершенно недостаточно, чтобы тащить «географиче- ское пространство» в географию. Ведь влияют на земные про- цессы и Луна, и Солнце, и звезды, испускающие космические лучи. Кроме того, понятию «географическое пространство» при- дается совершенно иной смысл, доведенный трудами ряда за- рубежных ученых, а также некоторых наших соотечественников до полной непонятности. Так, оказывается, что географические пространства бывают многомерными и многоканальными, груп- повыми, геоморфологическими, холмистыми, демографическими, свойственными отдельным геосистемам, индивидуальными, пред- ставляющими пустой (черный) ящик... Таким образом, этот тер- мин окончательно избит и растащен по отраслям и уже больше непригоден для употребления в физической географии. § 1.3. ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ Наибольшая дифференциация наблюдается па по- верхности суши, где почти каждый шаг отличен от другого по характеру микрорельефа, по растительности, по особенностям почвенного покрова. Раньше считались однообразными аквато- рии. Но в последнее время на дне морей открыт сложный, рас- члененный рельеф, который не может не влиять на течения, па 21
донную и пелагическую фауну. Моряки до значительном глу- бины распознают рельеф дна по характеру волн, по цвету во- ды и т. д. Малейшие колебания температуры и солености мо- рей сказываются сильнейшим образом на морских животных, привлекая или отпугивая их. Дифференциация мало заметна в тропосфере, но это не значит, что ее нет. Формирование воздуш- ных масс происходит под влиянием подстилающей поверхности, такие явления, как муссоны, циклоны, бризы, возникают вслед- Р и с. 4. Схема дифференциации ланд- шафтной сферы. Под «равнинами», «горами» и т. д. подразу- мевается не только рельеф, но и весь свой- ственный нм природный комплекс ствие неравномерного на- грева суши и моря, рав- нин и гор. Дифференциа- ция земной коры является на малых пространствах первопричиной дифферен- циации всех вышележа- щих геосфер. Хотя степень диффе- ренциации книзу и кверху уменьшается, компоненты горных пород и воздуш- ных масс, в меньшей сте- пени меняющиеся в про- странстве, чем земная по- верхность, тем не менее оказывают непосредствен- ное влияние на все ее эле- менты. Каждый ланд- шафт сохраняет свою ин- дивидуальность только при условии 'Существова- ния под и над ним данных типов земной коры и ат- мосферы. Я напоминаю об этом потому, что среди ча- сти географов наблюдает- ся неправильная тенденция при изучении ландшафта ограничи- ваться пейзажем, т. е. его видимой частью, что равносильно рас- смотрению только одного звена в цепи причин и последствий. На рис. 4 схематически показана дифференциация ландшафт- ной сферы по трем признакам: по типам ландшафта, геосферам и компонентам. Дифференциация по типам ландшафта —- комплексная и территориальная, по геосферам не комплекс- ная, по территориальная, по компонентам не комплексная и нс территориальная. Возможно деление на геосистемы комплек- сное, по не территориальное. Кроме того, в природе имеется дифференциация во времени, т. е. периодизация. Из трех разрезов, изображенных па рис. 4, наиболее важным для комплексной физической географии является разрез 1-й, разрез 2-й гюучает- 22
ся преимущественно отраслевыми географическими науками, по- скольку комплексность его существует при резко выраженном преобладании одного, основного для той или иной геосферы ком- понента, разрез 3-й, систематический, находится в ведении гео- физических, биологических и лишь в меньшей степени отрасле- вых географических паук. Ландшафт недаром представляет собой комплекс компонент щд. Его изменения от места к месту начинаются всегда с из- менения какого-либо одного компонента. При этом вследствие всеобщности взаимосвязей! изменяются и все другие. Если в ре- зультате сводового поднятия какой-либо участок земной коры в степной зоне выгибается па 100—200 м над окружающим ландшафтом, он попадает в более прохладные слои атмосферы, на нем начинают выпадать осадки рельефа; возникает сток, су- ществовавшие рапсе понижения рельефа дренируются, возни- кает балочная сеть; по северным склонам балок вырастают байрачпые леса, по водоразделам па смену типачково-ковыль- ным степям приходят ковыльно-разнотравные; это привлекает новые виды копытных и грызунов, появляются более влаголюби- вые насекомые и т. д. Иногда изменения бывают не столь глу- бокими. Скажем, вследствие ухудшения условий в области его старого обитания в некоторую местность откочевывает вид тра- воядных животных, ранее в ней не водившихся. Он вызовет в ме- сте нового поселения исчезновение некоторых растений, частич- ное угнетение всего растительного покрова и из-за этого, а так- же нз-за отложения кала и трупов животных небольшое изме- нение свойств почвы, главным образом ее гумусности. И этим дело ограничится, рельеф, климат и водный режим существенно пе изменятся. Однако резкие ли произошли перемены или изменились только «оттенки» ландшафта, затрагивает ли отличие все ком- поненты или только один-два, все равно мы рассматриваем их как разные типы ландшафта. Если обозначим компоненты через Л, В, С... и т. д., а их качественные отличия через индексы 1, 2, 3 ... и т. д., то ряды Л„ С„ £„ F. и Л2, В2, С2, 1)2, е2, f-2 так же признаются за разные типы ландшафта, как и ряды Лр /?,, С„ £)„ £„ F, и Л„ С„ е2, е2. Но понятно, что в первом случае различие будет более глу- боким, затрагивающим более коренные свойства ландшафта, 23
чем во втором. Иными словами, мы должны установить иерар- хию дифференциации, иерархию различий типов ландшафта. При этом ранг различий будет тем более высоким, чем больше компонентов ими затрагивается и чем глубже, контрастнее са- ми различия. Иерархия различий устанавливается не от случая к случаю, а закономерно. Некоторые компоненты и их свойства постоянно оказывают более сильное влияние на другие компоненты, чем сами попадают под их влияние. Я буду называть факторами любые компоненты, их свойства или проявления, способные ока- зывать воздействия на другие компоненты. Я буду называть ве- дущими те факторы, которые оказывают сильное влияние па большинство компонентов, сами мало изменяясь под их воздей- ствием. Наоборот, ведомые факторы сильно зависят от веду- щих, а сами слабо на них влияют. Имеется возможность расположить все факторы от ведущих к ведомым в порядке подчинения. Такие попытки делались не- однократно. А. А. Григорьев, впервые высказавший идею о пер- венстве факторов и называвший их «двигательными силами», утверждал, что они меняются в зависимости от таксономиче- ской ступени. Так, на первой ступени у географических поясов двигательной силой служат климатические явления, у матери- ков— геоморфологические, у секторов — опять климатические, у зон и подзон — снова геоморфологические и, наконец, у ланд- шафтов * (районов) — сочетание гидро- и аэрогеоморфологиче- ских и фитогеографических (Григорьев, 1946, 1966 а, стр. 77— 79). Такое построение ошибочно, потому что если какой-либо фак- тор является ведущим на большой территории, то он будет ве- дущим и на любой ее малой части. Если при изменении кли- мата осушится, превратится в степь болотистая страна, то из- менится, перестанет существовать каждая ее мочажина, каждая сплавина, каждая кочка. Все это — части целого, и изменение л, целого состоит из изменения его частей. Ошибка А. А. Гри- горьева в том, что меняются на различных ступенях не «двига- тельные силы», а классификационные признаки. Если мы мате- рики выделили по геоморфологическому признаку, то ясно, что сектора, его части, будут в геоморфологическом отношении од- нородны (в пределах принятого допуска), и мы вынуждены для дальнейшего деления выбирать другой признак, хотя бы клима- тический. Однако классификационные признаки в руках у исследова- теля, он может их менять, это вопрос методики, между тем как ведущие факторы объективно существуют в природе и не могут быть изменены. Ошибочна и другая мысль А. А. Григорьева: что двигатель ной силой является в каждый отдельный момент тот компонент, который в это время испытывает наиболее сильные изменения 24
(1946, 1966 а, стр. 74—75). Если сильно изменяющимся являет- ся компонент, низко стоящий па лестнице взаимодействий, на- пример растительность, то его влияние на ландшафт и в мо- мент изменения будет невелико. Оно будет невелико в случае спонтанного изменения, например, при проникновении извне ка- кой-либо посторонней, но более конкурентоспособной флоры. Если же изменение произойдет под влиянием, например, изме- нения климата, то это будет означать, что здесь климат, а не растительность сыграл роль ведущего фактора. Из более поздних попыток построения систем соподчинения компонентов наиболее известна система Н. А. Солнцева (1962, стр. 12). Он расположил компоненты следующим образом, от «сильных» к «слабым»: земная кора — атмосфера — воды — почвы — растительность — животный мир. Способность ком- понентов быть ведущими не зависит от размера п ранга терри- тории. Эта система лучше предыдущей, но все же не является впол- не точной. Прежде всего климат (я возвращаюсь к рассмотре- нию факторов, а не компонентов) нельзя считать безусловно подчиненным рельефу. Главные его характеристики определи- л ются высотой солнца над горизонтом и силой Кариолиса, уп- ' равляющими основными чертами общей циркуляции атмосферы. - Да и как могут климат или рельеф подчиняться один другому, когда климатообразующие процессы протекают главным обра- зом за счет солнечной энергии, а рельефообразующие — .за счет внутриземпой. Два двигателя — два независимых процесса. Дви- жения компонентов, вызываемые этими двумя силами, независи- мы и равноценны между собой и часто противоположно направ- лены. Вторая нетошюсть иерархии Солнцева — в месте, иа кото- рое поставлены почвы. Почвы — продукт деятельности растений и животных, склад мертвого органического вещества. Что па них могут происходить смены биоценозов, доказывает вся исто- рия земледелия и животноводства. Следовательно, эти биоцено- зы в значительной степени от почвы независимы. Но как только они возникли, они начинают изменять почву. Следовательно, опа о г них зависима. И последняя неточность — во взаимоотношении растений и животных. Если животные не могут существовать без растений, так как они прямо или косвенно ими питаются, то и обратная зависимость очень велика: растения (не все, но большинство) не могут размножаться, некоторые не могут распространять свои семена без помощи животных, не говоря уже о растениях, иа них паразитирующих. Оба этих царства природы непосредствен- но нуждаются в воде, оба непосредственно воздействуют на почву. Таким образом, иерархия главных факторов имеет следую- щий вид. 25
Ведущие факторы Рельеф (горные поводы) Климат и пары тропо- сферы) J. 1 Воды I Растет-)!! Живет ыче Ведомые факторы В этой системе существуют многочисленные обратные связи, которые я здесь не рассматриваю. Роль компонентов в хозяйстве природы весьма различна. Не- зависимо от их положения в иерархическом ряду одни из них монолитны, другие дисперсны, один имеют устойчивую форму, другие содержат ее временно только в силу своего положения в пространстве. Весьма существенно, является ли дифференциа- ция ландшафтной сферы дискретной или континуальной. Преж- де чем ответить на этот вопрос, необходимо опять-таки уточнить сами понятия дискретности и континуальности. Дискретность — прерывность, т. с. свойство некоторо- го тела или системы состоять из отдельных, явственно разграни- ченных частей. Отличительная черта дискретности — самостоя- тельность и устойчивость частей. В математике за образец дис- кретного ряда принимается функция целочисленных координат, т. е. функция, могущая принимать только целые значения и «пе- репрыгивающая» через дроби. В астрономии дискретными счи- таются, например, галактики, звезды, в физике — молекулы, атомы — все тела, между которыми нет переходов. В житей- ских образах дискретность можно себе представить как мозаику или стену, выложенную изразцами. Противоположностью дискретности является континуаль- ность — непрерывность. В топологии континуальным считает- ся любое множество, если при разбиении его па части в нем име- ется хотя бы одна точка, принадлежащая одной из них и в то же время являющаяся предельной для второй, т. е., попросту говоря, пограничная точка, которую можно отнести и к той и к другой группе («Континуум...», 1953, стр. 455). Если выше я привел мо- заику как пример дискретности, то теперь я могу привести картину, написанную акварелью или пастелью, как пример кон- тинуальности. Понятия дискретности и континуальности сложились перво- начально в математике, затем были заимствованы физикой, за- тем биологией (преимущественно геоботаникой) и, наконец, вос- приняты географией. Во избежание путаницы понятий наука, 26
воспринимающая термин из другой отрасли, должна придавать ему в общих чертах тот же смысл, который он имел в науке, впервые его применившей. Если следовать этому правилу, то мы должны признать, что ландшафтная сфера в основном континуальна. Ничего похо- жего на мозаику, па изразцовую или кирпичную кладку мы в природе не видим. Во-первых, в мире ландшафтов совершенно отсутствует набор частей, имеющих определенную па всем его протяжении «окраску». Наоборот, на каждом шагу встречаются все новые оттенки, все новые комбинации, варианты компонен- тов. Во-вторых, почти нигде не встречается резких переходов (Арманд Д. Л., 1955). Повсеместно имеются точки, которые с равным правом можно отнести и к тому и к другому региону. Ес- ли мозаика 'издали представляется карти- ной и только (вблизи замечается ее расчлене- ние на отдельные смальты, то у ланд- шафта, наоборот, чем ближе мы рассматри- ваем, чем больше уве- личиваем масштаб ис- следований, тем более неопределенными и расплывчатыми нахо- дим границы. У физи- ко-географов часто со- здается неверное пред- ставление о резкости Рис. 5. Дискретность и континуаль- ность в функции пространства. Л — дискретность; Б — континуальность с элемен- тами дискретности (rf); В—континуальность. S'— пространство, Q — произвольные свойства ланд- шафта. Л и В в чистом виде отсутствуют в ланд- шафте границ только лишь потому, что они, как правило, имеют дело с ландшафтом, измененным деятельностью человека, которому свойственно делить землю на резко различающиеся угодья. Ко- нечно, ландшафтная сфера не сплошь континуальна, отдельные черты дискретности в природе встречаются (рис. 5). Крутой берег моря, поставленный на голову пласт горной породы, линия сброса, откос оврага, зеркало оползня — все это несомненные примеры дискретности. Иногда дискретность возникает благодаря способности орга- низмов (выживать в составе биоценоза, но неспособности выдер- живать конкуренцию ,в одиночку. Так, лес в лесостепи испыты- вает иногда затруднения к постепенному переходу в степь, хотя как биоценоз прекрасно растет в тех же условиях; коралловые рифы разрастаются массивом, но отдельные полипы не жизне- устойчивы и т. д. Однако и здесь лес, например, находит сред- ства преодолеть затруднения. Переход в степь совершается им в виде все более изреживающихся островов, колков, групп де- ревьев, или в виде мелколесья, кустарников, выступающих в 27
степь в качестве авангарда, или в виде редколесья, состоящего из особенно устойчивых экземпляров деревьев, сопротивляющих- ся конкуренции трав. В. С. Преображенский (1972 б, стр. 218) приходит к вы- воду, что в ландшафтной сфере совмещается дискретность и континуальность. Если принять во внимание, что постепенных переходов гораздо больше, чем резких, что дискретные грани- цы, как правило, не образуют замкнутых контуров (рис. 6), что даже резкие границы резки только в применяемых обычно масш- табах картографирования и что верхние и нижние геосферы в большинстве случаев изменяются постепенно, то приходится признать, что ландшафтная сфера отдельные элементы дискретности. континуальна, но содержит Р н с. 6. Схематическое изображе- ние границ. Л — при дискретности территорий, Б — при континуальности с элементами дискретности Е. Одум по этому поводу пишет (1968, стр. 21): «На- ша биосфера как целое пред- ставляет собой серию пере- ходов— градиентов (от гор к долинам, от побережий к глубинам моря и т. д.), ко- торые в сумме создают «хе- мостат», а именно констант- ность химического состава воздуха и воды в течение данного периода времени. Не особенно важно, где про- водить границы между гра- диентами, поскольку экоси- стема в первую очередь представляет собой функци- ональное единство». Взгляды некоторых со- ветских географов, отрицав- ших наличие постепенных переходов в природе (Солнцев, 1949 6, стр. 74—84; Лидов, 1949, стр. 180—185), объяснялись, очевид- но, некоторыми предвзятыми идеями. Аналогичное мнение М. М. Ермолаева (1962, стр. 54—55) является следствием не- верного употребления термина «дискретность». М. М. Ермо- лаев называет дискретной всякую разнообразную, изменяющую- ся от места к месту среду, независимо от резкости переходов. Характерной чертой дискретности он считает зональность — самое континуальное проявление дифференциации. Зоны лесо- степи и лесотундры, достигающие по «Физико-географическому атласу мира» 400 км ширины, он называет «узкими переход- ными зонами». При таком словоупотреблении, естественно, ланд- шафтная сфера представляется почти сплошь дискретной. Кон- тинуальность не обязательно однообразна, она может быть пол- на контрастов, но также постепенных переходов и полутонов. 28
Еще одно возражение сторонников дискретности: ланд- шафтная сфера состоит из атомов, а атомы дискретны, следо- вательно, ландшафтная сфера дискретна. Но микроструктура у ч.е »редмст географ»» Географа интересуют не комплексы ато- ' мов, а комплексы тел. Более силен часто выдвигающийся до- вод о дискретности биосферы. Но опять-таки она дискретна для зоолога и ботаника, изучающих особи, но не для географа, изу- чающего сообщества. И с позиций географии как раз биосфера едва ли не наиболее континуальная часть географической среды. § 1.4. РАЗВИТИЕ Идея развития господствует во всех науках, в том числе в географии. Географическая сфера изменяется от про- стого к сложному. Но следует напомнить, что понятие разви- тия как прогресса относится не ко всем видам вещества. Разви- вается органический мир. Поскольку каждый индивидуум имеет цель: выжить как можно дольше и заселить своими потомками максимум природного пространства, то тем самым он создает критерий развития. Не требует доказательств превосходство че- ловека над трилобитом или ихтиозавром, его предшественниками па лестнице эволюции. Такой объективный показатель, как от- ношение веса мозга к весу тела, такое решительное преимуще- ство, как умение использовать ресурсы среды, ясно свидетель- ствуют о восходящем движении. Менее ясен вопрос о развитии неорганического мира. Ссылаются па эволюцию земной коры: в ходе орогенезов она усложняется, пласты наслаиваются друг па друга, состав их становится разнообразнее. Но можно ли утверждать, что, скажем, ленточная глина стоит выше на пути эволюции, чем гранитный монолит? С точки зрения удобства для живых существ, может быть, и выше (в ней, например, легче вырыть нору), но сама по себе она ничем не лучше и не хуже гранита. Также неясно, чему отдать преимущество: пер- вичной, в основном водородной атмосфере Земли или современ- ной, в основном азотной? Здесь отсутствует критерий совершен- ства и, следовательно, развития. И надо заметить, что в от- дельных геосистемах идет параллельно с прямым обратный про- цесс: в глубинах Земли происходит метаморфизация, гранити- зация в, наконец, расплавление образовавшихся в зоне гиперге- неза структур; в верхних слоях атмосферы идет распад моле- кул, ионизация и улетучивание водорода, превращение его в межпланетный газ. В. И. Вернадский недвусмысленно высказывался по этому I поводу (1967 а, стр. 352): «Эволюционный процесс присущ толь- ко живому веществу. В косном веществе нашей планеты нет его проявлений. Те же самые минералы и горные породы об- разовывались в криптозойскую эру, какие образуются и те- перь». 29
Поскольку мы живем среди биосферы и сами являемся ее частью, мы, безусловно, входим в истинно развивающуюся часть Вселенной. Жизнь развивается, прогрессирует, человеческий ра- зум совершенствуется. Но в то же время приливное трепне де- лает свое дело — замедляет вращение Земли на 0,001 сек в столетие, и через несколько миллиардов лет человечество, если не погибнет от какой-либо посторонней причины, должно бу- дет переселиться па другую планету. Земля остановится в своем вращении вокруг оси, и на одной стороне все будет сожжено нсзаходящим Солнцем, па другой — наступит холод, почти равный холоду мирового пространства. Очевидно, развитие неорганической части ландшафтной сфе- ры, которое мы можем оценивать только с точки зрения при- годности для органической, в течение второй половины сущест- вования планеты перейдет с прогрессивной ветви на регрессив- ную, т. е. условия жизни будут ухудшаться (длинный день, длинная ночь). Разумным существам, которые будут жить в то время, придется прилагать все больше ума и изобретательно- сти, чтобы преодолевать трудности, которые перед ними будет ставить природа. Периоды ухудшения условий местного значения случаются и иа прогрессивной части кривой при таких событиях, как оле- денения, орогенезы, трансгрессии. Так что кривая благоприят- ствования жизни идет в косной природе как зубчатая волна, где на восходящей части имеются отдельные периоды упадка, а па нисходящей — отдельные периоды восстановления более благоприятных условий. В этом сложном процессе непрекраща- ющимся, вечным являются только движение материи и превра- щение энергии. Именно к вечному движению и сводится «раз- витие» косной системы (например, Лупы), рассматриваемой без- относительно ее пригодности для жизни. В свою очередь и жизнь, развиваясь, выражает себя в движении, но, в отличие от косной материи, направленном. В 40-х и 50-х годах дискутировался вопрос: происходит ли процесс развития , под действием внешних факторов или в ре- зультате саморазвития? Большинство" географов защищали пер- вую точку зрения, но были сторонники и второй. Так, С. Д. Муравейский писал, что процесс развития на- правляется «вполне автономными, развивающимися спонтанно на основе присущих им закономерностей» процессами. Направ- ление развития зависит от внутренних процессов системы, а нс от географических условий (Муравейский, 1948, стр. 101). К. К. Марков высказывал мысль: «Развитие понимается как саморазвитие: например, развитие самой (разрядка Марко- ва) земной коры приводит с течением времени к сужению гео- синклинальных горных поясов, их вытеснению платформами — равнинами, в результате «борьба» между ними» (Марков, 1948 а, стр. 88). 30
В настоящее время, когда в географии начинает применяться системный подход, вероятно, никто уже не верит в существо- вание в ландшафтной сфере замкнутых систем, подобных опи- санным С. Д. Муравейским. И даже такая геосистема, как гео- синклиналь, конечно, не сама собой сужается, как шагреневая кожа, а под влиянием затухания тектонических процессов, вы- званного неравномерным иссяканием энергетических запасов масс литосферы. Разным видам материи присущи разные свойства: при па- дении некоторого количества солнечных лучей на гамаду на ее поверхности образуется солнечный загар, на песчаной поверх- ности возникает подтягивание грунтовых вод и засоление, на хорошо увлажненной почве бурно развивается растительность и протекает процесс фотосинтеза и т. д. Каждый вид материи реагирует специфически в согласии со своими свойствами. Но яс- но, что без притока энергии извне не было бы пи пустынного за- гара, пи солончаков, ни фотосинтеза. Энергия является истинным двигателем всех, в том числе физико-географических, процессов. Поэтому слово «борьба», поставленное К- К. Марковым наме- сто энергии, даже в кавычках, выглядит незаконным упроще- нием. Откуда же берется энергия? Ее источники можно пересчи- тать по пальцам. Это: 1) энергия Солнца, 2) гравитационная энергия, 3) энергия радиоактивности ряда химических элемен- тов Земли, 4) энергия приливов. Энергия перекристаллизации, упоминаемая некоторыми авторами, является вторичной. Пере- кристаллизация минералов возникает в результате изменения давления и температуры, т. е. под действием источников энер- гии 2 и 3. Внутри ландшафтной сферы находится только боль- шая часть источников энергии 3-го типа и очень малая часть энергии 2 и 4-го типа. Гравитационная энергия пропорцио- нальна массе, а масса ландшафтной сферы ничтожно мала по сравнению с массой Земли. Энергия приливов, которую неко- торые считают внутренней, есть функция вращения Земли. Опа получена Землей в эпоху ее образования от не вполне еще из- вестного «кнута», который закрутил «волчок», т. е. опять-таки имеет внешнее происхождение. К тому же энергия приливов в гидросфере, вероятно, во много раз меньше, чем в вязком ве- ществе мантии. Процессы, возникающие в земной коре, проис- ходят за счет собственных источников радиоактивной энергии, а также за счет тепловых потоков, выходящих из мантии, и за счет перераспределения масс, вызываемого экзогенными про- цессами, движимыми солнечной энергией. Следовательно, и тек- тонические процессы не обходятся без участия внешних источ- ников энергии. Тем более саморазвития под влиянием внутренней энергии не может быть в компонентах, пронизываемых сол- нечными лучами, не может быть даже в таких процессах, как )глсобразование, где запас энергии был получен извне очень 31
давно, если, конечно, не руководствоваться юридическими пра- вилами, что за истечением срока давности его можно считать «своим». При изменении интенсивности или количества притекающей энергии все процессы изменяют свой ход. Иногда малые изме- нения в притоке энергии вызывают серьезные последствия, осо- бенно когда они действуют на системы, находящиеся в неустой- чивом равновесии. На этом, между прочим, основаны гипотезы космогенного происхождения оледенений (Миланкович, 1939). Но изменения происходят и при неизменном притоке энергии. Различные виды энергии, передаваясь телам, входя в них, не- избежно их преобразуют, поскольку всякий приток или отток энергии отзывается на массах пли их молекулах и атомах. Тог- да следующая, пусть совершенно такая же, порция энергии по- падает уже на другой, измененный субстрат, а потому произ- водит несколько иное действие. Так река при постоянном стоке формирует свою долину и дельту, так озерко в степи при по- стоянной радиации превращается в степное блюдце и затем высыхает. Вот этот процесс условно можно назвать «самораз- витием под влиянием притока энергии извне», и только з таком понимании слово «саморазвитие» приложимо к физико-географи- ческим процессам. Итак, под саморазвитием мы будем по- нимать процесс развития геосистемы, протекающий, согласно свойствам ее вещества, под действием или с участием неизменно- го внешнего источника энергии. Саморазвитие в указанном понимании приводит к старению и смерти каждой формы, каждого комплекса, после чего они становятся чем-то иным, бывшее в них вещество входит в со- став нового образования. «В одну и ту же реку невозможно войти дважды» — это изречение Гераклита, если его применить буквально, к реальным рекам, следует понимать не только в том смысле, что вода в реке все время меняется, но и в том, что, меняясь, она производит изменения в самом очертании русла и берегов. «Движение есть способ существования материи» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 59). Оно непрерывно передается от одного тела к другому. При передаче форма его может оставать- ся прежней, например при передаче тепла от горячего тела к хо- лодному, или изменяться, например при переходе механического движения в тепло в случае соударения неабсолютпо упругих тел. Движение может переходить также в форму изменения силового поля, например, поля силы тяжести. Но «движение», в примене- нии к материи, — это «изменение вообще» (К- Маркс и Ф. Эн- гельс. Соч., т. 20, стр. 563). Таким образом, обозначая движение и изменение их первыми буквами, мы можем написать: Д^И. (1.1) ' =5 — знак тождества. 32
Здесь движение понимается не в механическом, а в общефизи- ческом смысле, который совпадает с философским. Пользуясь первым членом этого тождества, можно вывести понятие взаимодействия двух тел. Ф. Энгельс пишет о взаимо- действующих телах (К- Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 392): «В том обстоятельстве, что эти тела находятся во взаимной связи, уже заключено то, что они воздействуют друг на друга, и это их взаимное воздействие друг на друга и есть именно движение». Движение может быть обнаружено только тогда, когда оно передается от одного тела другому. Таким об- разом, элементарное взаимодействие — это переда- ча движения от одного тела другому. Ничего более понятие элементарного природного взаимодействия не заключает. Это определение относится к наиболее простым взаимодейст- виям, совершающимся в природе. Оно не относится к таким сложным взаимодействиям, как, например, взаимодействие гео- графической среды и общества, которое представляет собой сложный, длительный и многообразно проявляющийся процесс. Элементарное «...взаимодействие является истинной causa fi- nalis (конечной причиной) вещей. Мы не можем пойти даль- ше познания этого взаимодействия именно потому, что позади его нечего больше познавать. Раз мы познали формы движения материи... то мы познали самое материю, и этим исчерпывает- ся познание» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 546). Таким образом, пределом всякого познания является позна- ние взаимодействий, познание форм движения в момент их пе- редачи от тела к телу- Но что происходит при передаче движе- ния? Что здесь познавать? При передаче движения в общем случае количество энергии одного из взаимодействующих тел увеличивается, другого — уменьшается. Каждое изменение характера или количества дви- жения, измеряемого приходом или расходом энергии, которой обладает данное материальное тело, вызывает изменение свойств материи. Точнее, изменение свойств материи и заклю- чается в изменении присущего ей движения. Следовательно, познать взаимодействие — это значит выяс- нить, какие изменения произошли с телами, пришедшими во взаимодействие, сравнить их состояние до и после взаимодей- ствия. Это сравнение в свою очередь заключается в выяснении следующих обстоятельств: 1) какие тела вступили во взаимо- действие; 2) какими видами энергии и в каком количестве они до этого обладали; 3) сколько энергии, по каждому ее виду в отдельности, убавилось у одного тела и прибавилось другому, т. е. какие произошли превращения энергии; 4) какие новые свойства приобрели тела в результате взаимодействия. Природным процессом называется перестройка мате- риальной системы в результате цепи последовательных или со- пряженных взаимодействий. Следовательно, природный процесс 33 2 Зак. 2825
заключается в смене ряда состояний и в приобретении новых свойств той материальной системой, в которой он протекает. Слово «природный» здесь понимается в широком смысле, о ко- тором было сказано в § 1.1- Таким образом, «процесс» и есть то, что Энгельс называет «универсальным взаимодействием», в котором причина и следствие постоянно меняются местами (К- Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 22). В ряде случаев это мо- жет быть сложный и длительный процесс, даже не цепь, а целое «кружево» элементарных взаимодействий, где наряду с продоль- ными существуют бесчисленные поперечные и диагональные ряды звеньев, как параллельные во времени и пространстве, так и пересекающиеся и сходящиеся в узлах различного значения и степени сложности (Арманд Д. Л., 1957, стр. 76). Понятие процесса не ограничено какими-либо масштабами пространства и времени. Мы называем процессом и протекаю- щий в ничтожную долю секунды электрический разряд, и для- щееся миллиарды лет формирование земной коры. Каждыи процесс состоит из ряда процессов более простых, кратковре- менных и малых по количеству участвующего в них вещества и в тоже время является частью процесса более сложною, дли- тельного и крупного. Этот ряд бесконечен в обе стороны. Гео- графия изучает только часть этого ряда, ограниченную снизу наличием признаков природного комплекса, а сверху преде- лами ландшафтной сферы. С этой точки зрения можно говорить и о физико-географическом процессе (Григорьев, 1948, 1966 в) как о высшей географической ступени процессов, разнообраз- ных, но тесно переплетающихся, вытекающих друг из друга и взаимозависимых. Физико-географический процесс и есть процесс развития (на ранних стадиях просто изменения) ландшафтной сферы. Изучение его, разумеется, не означает отрыв от материи, в чем обвиняли в свое время критики А. А. Григорьева, а изучение самой материи, в ее вечных изме- нениях, в движении, в развитии. Частичные физико-географические процессы имеют строго определенное количественное выражение. Если скорость выра- жается как механическое перемещение в единицу времени (на- пример, м/час, см/сек, град/час и т. д.), то для измерения лю- бых процессов более подходит понятие интенсивность, ко- торое означает любое изменение в единицу времени. Например, процесс солнечной радиации измеряется в кал/кв. см сек., про- цесс растворения солей — г/куб.дм сек и т. д. Скорость по от- ношению к интенсивности есть объемлемое понятие, частный случай интенсивности. В отличие от интенсивности различных физико-географиче- ских процессов понятие интенсивности единого комплексного процесса, процесса развития ландшафтной сферы, введенное А А. Григорьевым (1943), не имеет физического смысла, ибо различные компоненты сферы имеют разные размерности и из- 34
меняются в одно и то же время с различной скоростью (Ар- манд Д. Л., 1949 а, стр. 48—49). И если говорят иногда, что в эпохи орогенеза Земля развивалась наиболее интенсивно, то при этом забывают, что развитие Земли или, вернее, ландшафт- ной сферы не ограничивается созданием новых форм рельефа, а для процессов почвообразования и для процветания расти- тельности, наоборот, наиболее благоприятными оказываются пе- риоды относительного тектонического покоя. У А. А. Григорьева (1948, 1966 в, стр. 112 и др.) встре- чается также понятие «развитие физико-географического про- цесса». Этот термин, казавшийся в свое время многим ненуж- ным нагромождением понятий, легко находит свое математи- ческое выражение, если опять-таки относить его к частным, а не к комплексному процессу. Обычно равномерно протекающий процесс выражается первой производной от какого-либо вида материи по времени: (1.2) напри- почвы, проте- замед- (1-3) где т — вещество, участвующее в процессе. Если, х dm мер, речь идет об эрозии, то т — почва, а —-------смыв или твердый сток, в единицу времени. Но эрозия редко кает равномерно. Она в свою очередь ускоряется или ляется. Эти изменения процесса выражаются второй производ- ной: dy' _ d^m У dt dfl ’ Это и есть как раз процесс развития 1 процесса (Ар- манд Д. Л., 1951, стр. 63). Некоторые географы полагают, что процессы бывают посту- пательными (истинное развитие) и циклическими. Только пер- вые обусловливают эволюцию, вторые топчутся па месте. Это ошибочное представление: нет таких циклических процессов, ко- торые не оставляли бы следа на твердой геосфере или не из- меняли бы хоть на ничтожную долю состав жидкой и газооб- разной геосфер. Даже смена дня и ночи способствует темпе- ратурному выветриванию горных пород, бризы вызывают де- фляцию и приносят соли с морей на сушу, приливы и отливы абрадируюи берега и насыщают океан растворимыми вещест- вами. Недаром почвоведы стремятся определить возраст почв. Почвы даже в районах со спокойной тектоникой и при неизмен- ном климате изменяются в зависимости от того, сколько суточ- ных, годовых, 11-летних и других циклов они пережили. По этому поводу А. И. Перельман пишет (1966, стр. 51): «Кругово- роты не представляют собой замкнутых циклов: в результате ' Слово «развитие» понимается здесь не в философском смысле, рассмот- ренном выше, а в общежитейском, как прогрессирующее изменение. 2* 35
каждого из них ландшафт не возвращается в прежнее состоя- ние, а приобретает некоторые новые свойства. Часть веществ изымается из миграции, закрепляясь в почве в форме грудно- растворимых соединений, некоторые вещества удаляются из ландшафта в реки и уже не включаются в новые циклы миг- рации...» Одним словом, развитие благодаря цикличности идет по кривой, изображенной на рис. 7. § 1.5. ЗАКОНЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ Рис. 7. Кривая развития под влиянием циклических процессов Науки, имеющие дело с наиболее фундаментальными свойствами материи и сознания, — математика, физика, химия, логика — удовлетворительно справляются с построением своей теории. Это не значит, что их теории незыблемы или совер- шенны. Наоборот, в их области открытия следуют одно за дру- гим и каждое открытие за- ставляет пересматривать ка- кую-либо часть теории. Но во всяком случае разрыв между открытием новых фактов и их объяснением сравнительно не- велик и картина мира на сегод- няшний день в области каждой отдельной науки представля- ется удовлетворительно отра- ботанной. Иное положение сложилось в науках, имеющих дело с ком- плексными сочетаниями раз- ных видов материи: физической географии, биологии, астроно- мии. Здесь наблюдается большое отставание в построении тео- ретических знаний от массы собранных эмпирических фактов и мучительные попытки как-либо их охватить, объединить и объяс- нить. Из всех естественных паук, пожалуй, наиболее отстала география (Смирнов А. М., 1971, стр. 30). Этому есть объектив- ные причины. Чем более комплексна наука, чем с большим числом компонентов она имеет дело, чем разнообразнее систе- мы, ими образуемые, и чем из большего числа элементов состоит иерархия этих систем, тем больше лавина фактов, которая обрушивается на исследователя, тем труднее ему из них ото- брать главные, систематизировать и проанализировать. Всеми этими трудностями в наибольшей степени обладает физическая география. В них ее увлекательность, но в то же время и ее беда. Географы захлебываются в непомерном количестве информации 36
и не успевают ее усваивать. Следует также принять во внима- ние, что география только недавно поставила себе целью объяс- нение всеобщих взаимосвязей в пределах ландшафтной сферы. Если в зарубежной географии начало нового подхода следует ве- сти от А. Гумбольдта, то в русской и того позже — от В. В. До- кучаева (Фрадкин, 1972). До этого основным лейтмотивом гео- графических знаний был ответ на вопрос «где что есть?», в луч- шем случае — «как возникло?», который требовал лишь ограни- ченных теоретических объяснений. Вопросы «почему возникло?», «с чем связано?» всерьез были поставлены лишь в последние де- сятилетия. Признание «смягчающих вину обстоятельств», разумеется, пи в какой мере не должно ослаблять наших усилий к построе- нию общей теории физической географин. Тем более важно, что- бы эти усилия прилагались в должном направлении. Я хотел бы предостеречь от стремления, наблюдающегося у некоторых советских географов, к установлению большого количества «гео- графических законов». В этом они видят прямой и почти един- ственный путь к построению теории и подъему научного ав- торитета географии. В самом деле, какая же это наука без собственных законов? Постараемся в этом разобраться. Прежде всего нужно провести различие между законом при- роды и природной закономерностью. В литературе я не нашел их удовлетворительного определения. Большая Советская Эн- циклопедия не дает указаний на разницу между этими поня- тиями («Закон...», 1972, стр. 305). Там написано: «Закон — не- обходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями». На первом месте стоит атрибут — необ- ходимое. Необходимость, точнее неизбежность, обязательность— вот основное свойство законов природы. В знаках математи- ческой логики закон изображается так: А —>В или А гд В1. (1.4) Если А, то В. Именно неизбежность этого следствия — основ- ное свойство закона природы. Закон природы — это правило, гласящее, что если в природе существует некоторая элементарная ситуация, то из нее неизбежно вытекает определенное следствие. Напримёр, если существуют два материальных тела с мас- сами т\ и т2, находящиеся на расстоянии г друг от друга, то они неизбежно притягиваются с силой у? = = f ~J г2 где f — постоянная всемирного тяготения. (1-5) 1 —з знаки импликации. А'—>-В читается: «если Л, то В». чи- тается: А влечет В. 37
Законы природы недоказуемы, они не поддаются оконча- тельному объяснению, но каждый раз, как возникает данная ситуация, они подтверждаются опытом. Если какой-либо закон в ходе научного прогресса удастся объяснить, т. е. свести к бо- лее простому и более общему закону, то функции закона при- роды переходят к этому последнему, а прежний теряет право называться законом в точном смысле слова и переходит па положение следствия. Так, 2-й закон Кеплера, гласящим, что радиус-векторы планет в равные промежутки времени описы- вают равные площади, считался независимым законом до от- крытия Ньютоном закона тяготения, а после его открытия стал рассматриваться как следствие из этого закона. Законы матема- тики (аксиомы) говорят не о фактически существующих, но о возможных действиях. Например, «если имеются две точки, то между ними можно провести одну и только одну прямую». Поскольку законы природы трактуют об основных свойствах материального мира, они являются частью теории тех наук, ко- торые эти свойства изучают, — математики, физики, химии. Многие исследователи, вопреки утверждению БСЭ в устой- чивости законов, подчеркивают их временный характер. Так, В. А. Амбарцумян и В. В. Казютинский (1971, стр. 36) пишут об их относительности и во времени и в пространстве. Но тре- бование открытия новых, более обобщающих законов они предъявляют именно к физике и астрономии, очевидно подра- зумевая под последней небесную механику. В. Н. Голованов пишет, что истолкование применения законов дается обычно «в наиболее развитых науках» (1970, стр. 170) — физике и химии. Правильно понимая закономерности, он, однако, поль- зуется несколько громоздкой терминологией: законы он назы- вает «общими законами», а закономерности — «специфически- ми законами». Оп говорит, что «специфический закон представ- ляет собой место пересечения действия общих законов» (1970, стр. 174). Если для проявления закона нужно соблюдение простого условия: А—нВ, то для проявления закономерности необходимо А л В л С л ... л К л L — M1, (1.6) т. е. если сочетается ряд природных факторов, если осуществ- ляются условия и Л, и В, и С, и т. д., то возникает ситуация, при которой неизбежно произойдет М. Примером закономерно- сти может служить «закон» зональности. В сущности он гла- сит: если Земля шарообразна, если она вращается вокруг своей оси, если она находится в сфере действия солнечных лучей, если при этом ее ось не направлена на Солнце, если солнеч- ные лучи прямолинейны, если на Земле имеются море и суша, если она находится на таком расстоянии от Солнца, что вода постоянно переходит из жидкой фазы в газообразную и обрат- 1 Л — знак конъюнкции; читается как «и». 38
но, если, кроме того, налицо атмосфера, которая переносит га- зообразную влагу, подчиняясь закону Кариолиса, то тогда воз- никает ситуация, при которой на обоих полушариях образуются регионы с разным соотношением тепла и влаги, вытянутые в ос- новном в широтном направлении, т. е. зоны. Природная закономерность — это правило, гла- сящее, что если в природе создается некоторый комплекс усло- вий (сложная ситуация), то из него неизбежно вытекает опре- деленное следствие. Разница между законом и закономерностью таксономиче- ского порядка. Закономерность ниже рангом, чем закон; объем случаев, подпадающих под закон, равен (есть ситуация, пет ситуации), под закономерность, при двух членах (факто- рах) в левой части уравнения (1.6), (есть Л и В, есть только Л, есть только В, пет ни Л, ни В). При п факторах за- кономерность осуществляется в 1 —случаев. Но зато их содер- жание, (их информативность во столько же<раз больше. Это соотношение суще- ствует во всех смысловых иерархиях, в том числе в географических. Соотно- шение закона и закономерности можно пояснить следующей геометрической моделью. Закон — бесконечная прямая на плоскости (рис. 8, А). Где бы мы ее ни встретили, столкновение с ней при- водит к одному и тому же результату. Закономерность — точка, в которой пе- ресекается пучок прямых (Б). Это ме- сто встречи законов, место их взаимо- действия. Встретить точку на плоскости гораздо труднее, чем бесконечную пря- мую, но зато о ней можно сказать го- раздо больше, ведь она лежит на пере- сечении целого ряда законов. Законы не выражают специфики от- ношений, существующих в природе, они в большой мере допускают идеа- лизацию, закономерности же — всегда конкретны (Голованов, 1970, стр. 78, 116). Законы как элемент теории не- льзя вывести чисто индуктивным пу- тем. «На опыте можно проворить тео- рию, но нет пути от опыта к постро- ению теории» (Эйнштейн, 1968, стр. 291). Закономерность допускает Рис. 8. Геометриче- ская модель. А — законы природы, Б и В — две природные закономерности 3*
и даже предписывает начинать построение со сбора эмпириче- ских материалов. Но при этом оиа ближе к гипотезе; факт, под- твердившийся сто раз на практике, еще не является абсолютно^ доказанным, в 101-й раз доказательство может «не получиться». Бывает, что в числе факторов оказывается незамеченный нами ранее, который на этот раз не срабатывает. Таким образом возникает необходимость разграничения при- родных законов и закономерностей. В дальнейшем я буду упо- треблять оба понятия как термины, т. е. не в общем расплыв- чатом смысле, а в вышеобусловленном, опуская для краткости прилагательное «природный». Если же буду в традиционных случаях употреблять слово «закон» в применении к закономер- ностям, то буду ставить его в кавычки. География и ее дочерние науки не разлагают материю на элементы и не имеют дела с ее основными свойствами. Поэто- му законы природы не являются частью их теории и предме- том их исследования. Р. Е. Пайерлс (1962) говорит, что даже законы химии свелись в настоящее время к законам физики (стр. 13), и рассматривает в дальнейшем только следующие разделы: механика (законы Ньютона), электричество (закон Кулона и др.), законы магнитного поля, интерференцию, диф- ракцию, поляризацию света, законы атомистики, законы, управ- ляющие электронами и ядерными частицами, термодинамику (закон Гей-Люссака, 2-й принцип термодинамики), закон Ло- ренца, Эйнштейна, Паули и т. д. Географу полезно знать эти вещи, но географии с ними делать нечего. Излишне также со- ставление собственной географической аксиоматики, если только под ней подразумевать собрание основных законов, а не основ- ных фактов, на которые опирается наука. Иное дело закономерности. Концепция Геттиера и Хартшор- на об уникальности объектов географии и о том, что уникаль- ность противоречит закономерности, не имеет под собой осно- вания. Если в сходящемся узле комплекса (рис. 8, Б) вместо линии RR' пройдет линия SS' (рис. 8 В), то новый комплекс будет абсолютно уникален, но тем не менее так же законо- мерен и так же объясним, как и предыдущий. Пренебрегая одной или несколькими чертами природных комплексов (типа RR', SS'), мы можем получить инвариантные (пригодные для всех объектов данного типа) положения. На- пример: «реки, протекающие в мягком грунте, меандрируют», «развитые овраги имеют ступенчатый продольный профиль», «выпадение дождя на мягкую почву способствует развитию растительности». Эти и сотни подобных утверждений по суще- ству и являются географическими закономерностями. Формули- ровка «если... то» незримо присутствует в каждом из них. Но и это нс главное; главное — то, что они находят себе теорети- ческое объяснение, в котором доказывается, что так оно и должно быть. Например, ступенчатость оврагов обосновывается. 40
тем, что во время дождей или весеннего таяния снега объем поверхностного стока, а следовательно, и глубина потока увели- чивается вниз по течению оврага. Но скорость течения по фор- муле Шези пропорциональна корню квадратному из глубины, с другой, стороны, согласно формуле Эри, веса частиц, которые могут быть им взмучены, пропорциональны шестой степени его скорости, или кубу глубины. Там, где поток достигает размы- вающих скоростей, частицы грунта отрываются от монолита и образуется вымоина, которая растет в длину и глубину. Но поток, насыщенный наносами, замедляет течение, так как ско- рость обратно пропорциональна вязкости. С уменьшением ско- рости уменьшается турбулентность по формуле Лоренца, по- ток больше не в состоянии нести наносы, которые начинают вы- падать в осадок. В русле образуется зона аккумуляции, вымои- на заравнивается, и поток должен пройти известное расстояние, чтобы вновь приобрести эродирующую способность и создать в русле новый уступ. Я привел анализ простой географической закономерности, чтобы показать, что осмысливание ее приводит к ряду более простых геофизических (в данном случае — гидравлических) закономерностей Шези, Эри, Лоренца... Последние в свою оче- редь могут быть объяснены еще более простыми физическими законами. Так, формула Эри вытекает из того, что опрокиды- вающий момент силы равен лобовому сопротивлению частицы, умноженному на ее вес, лобовое сопротивление движению пото- ка в свою очередь пропорционально квадрату, а вес — кубу диа- метра и т. д. Хорошие примеры объяснений, заимствованных из фундаментальных наук, приводятся также В. М. Головано- вым (1970, стр. 136). Насколько такой анализ проясняет явление! Я сравниваю ею с представлениями географов, к сожалению часто встреча- ющимися, которые знают о явлении ступенчатости (существу- ющей и на реках в виде чередования плесов и перекатов), по просто веруют в него, не пытаясь объяснить, или приводят са- мые фантастические объяснения. Сведение географических за- кономерностей к геофизическим, а по мере возможности и к физическим законам мне представляется крайне желательным. Только физический анализ убеждает, что явление понято. Насколько понимание всех пересекающихся законов глубже и интереснее простой констатации мистического существования точки в данном месте пространства! Доведение явлений до про- зрачности, несомненно, является задачей географов, и теорети- ческой, и практической, ибо преобразование природы без пони- мания ее закономерностей возможно лишь в малой степени. Именно это я имел в виду, когда писал (Арманд Д. Л., 1968, стр. 17), что от «закрытия» географических законов, т. е. низве- дения их до положения лемм физических законов, больше поль- зы, чем от открытия новых. Очевидно, вследствие допущенной 41
мною неясности выражений это высказывание, преследовавшее цель более глубокого проникновения в структуру географиче- ской сферы, не встретило сочувствия и подверглось критике со стороны весьма уважаемых ученых, увидевших в этом ума- ление значения географии (Калесник, 1970 а, стр. 254; 1970 б, 1971 а). Поэтому я постараюсь на разборе примеров выведения или констатации географических закономерностей пояснить мою точку зрения. Н. А. Солнцев с соавторами («Ландшафтоведение», 1963) признают, «что у географии до сих пор не было никаких за- конов» (стр. 6), и именно этим объясняют то, что географию считают «второстепенной наукой». Но они надеются, что гео- графические законы «постепенно выявятся». Не странно ли, что на третьем тысячелетии существования нашей науки мы все еще ждем выявления ее законов, в то время как физике и математике для этого достаточно было немногих столетий? Не наводит ли это на мысль, что географических законов по- просту нет, что географии, как и многим другим наукам, они просто не свойственны? А. А. Григорьев, разрабатывая теорию физической геогра- фии, считал важным делом включение в нее географических «законов». Так, он длительно работал над «законом» интенсив- ности физико-географического процесса, перерабатывал его в 1943, 1946, 1948 годах, каждый раз объясняя условия оптималь- ной интенсивности все более частными причинами, и в конце концов свел к нескольким климатическим факторам. Этим он хотел преодолеть иррациональность понятия интенсивности комплексного процесса, лежащего в основе его «закона», но тщетно. Причиной неудачи явилось отсутствие доведенного до конца анализа природных взаимосвязей, лежащих в основе яв- ления. Совершенно иной была судьба периодического «закона» зо- нальности, сформулированного А. А. Григорьевым совместно с М. И. Будыко. Хотя он и подтверждается всего па двух с по- ловиной климатических периодах (Арманд Д. Л., 1967, стр. 21) и подвергается сомнениям (Исаченко, 1971), но является дей- ствительно географической закономерностью, так как имеет ясное теоретическое обоснование (Григорьев и Будыко, 1956, 1966 а; 1965, 1966 в). Иными словами, авторы сделали в приме- нении к нему как раз то, что я предлагаю делать в отношении всех закономерностей. Опыт перечисления географических закономерностей мы на- ходим у В. С. Преображенского (1969, стр. 25 26). Упомянув о «законе» географической зональности и периодическом «за- коне» зональности, он называет их в основном эмпирическими закономерностями. Исторически это правильно. Впоследствии они были обоснованы и плотно уложились в теорию, так что сейчас никак не могут быть названы эмпирическими. 42
Далее, интересуясь главным образом методом их выведения, В. С. Преображенский перечисляет 5 «фундаментальных теоре- тических положений», которые, как явствует из контекста, он приравнивает к закономерностям или по крайней мере ста- вит рядом с ними. Эти положения следующие: «1) о географи- ческой оболочке (ландшафтной сфере) как сфере взаимодей- ствия атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы; 2) о един- стве непрерывности и дискретности географической оболочки; 3) об иерархии природных комплексов, входящих в состав гео- графической оболочки, и об их качественной определенности; 1) о природном комплексе как о многокомпонентной динамиче- ской системе; 5) о природном комплексе как системе взаимодей- ствующих морфологических частей». Но эти положения ни в какой мере не являются закономерностями, в их формулировке отсутствует логическая операция импликации, следовательно, они принадлежат к иной категории, хотя, может быть, не ме- нее существенной для построения теории, чем закономерности. Положение первое является определением термина. Оно равно- сильно такому предложению: «Область, где взаимно проника- ют атмосфера, литосфера и т. д., мы будем называть ланд- шафтной сферой». Положение второе — простая констатация структуры ландшафтной сферы, в которой имеются как резкие, так и постепенные переходы. Положение третье — общее свой- ство систем всего мира, в нем пет ничего специфически геогра- фического; (четвертое) и (пятое) являются в сущности след- ствиями из первого и третьего. Неудачен «закон территориальной дифференциации Земли», предложенной Ю. К. Ефремовым (1964, стр. 92). Автор его не формулирует, только замечает, что он делится на «законы» ти- пологической и индивидуальной дифференциации. Но это просто способы человеческого мышления, и приписывать их природе никак не следует. Э. Нееф (1974, раздел 1.3) пытается построить географи- ческую аксиоматику. По его мнению, физическая география ба- зируется на трех аксиомах: планетарной, ландшафтной и хо- рологической. Первая гласит: «все географические явления при- надлежат Земле как планете» (привожу сокращенно), вторая: «в каждом пункте элементы, компоненты и факторы географи- ческой субстанции находятся в закономерных взаимосвязях» и третья: «все географические объекты занимают место, которое выделяется своим положением». Если учесть, что география есть наука об одной из сфер (по Неефу — поверхности) Зем- ли, то тавтологичность первой аксиомы становится очевидной. Точно так же к тавтологии сводится и третья аксиома. Вторая в наибольшей мере заслуживает названия аксиомы, но не со- держит в себе ничего специфически географического; с таким же успехом можно говорить о закономерных взаимосвязях лю- бой части Вселенной. 43
Наиболее полное перечисление закономерностей (их всего 35) дал С. В. Калесник (1970 а, стр. 257—260). Он так и на- звал его: «Краткий свод общих географических закономерно- стей Земли». Географические закономерности вроде приводив- шихся выше — об оврагах, меандрах и т. п. — в него не во- шли. Почти все пункты свода имеют отношение к Земле в це- лом или к крупнейшим ее подразделениям. Небольшая часть ландшафтных закономерностей, относящихся главным образом к ритму и зональности, берется в глобальном масштабе. Главным недостатком «краткого свода» является опять-таки включение в него констатаций, опытных фактов, причем часто встречающихся в природе лишь один или два раза. Опытные факты отличаются от закономерностей тем, что они стоят в на- чале развития научной теории, а закономерности — в конце. Само слово «закономерность» подразумевает множественность, повторение, с неизбежностью приводящее к одним и тем же следствиям. Из эмпирически наблюденного единичного явле- ния нельзя вывести никакого заключения. В математической статистике считается более или менее надежным факт, выве- денный из 50 или по меньшей мере из 20 наблюдений над независимыми объектами. Но, например, в утверждении, что «поверхность гидросферы разобщена выступами материков» (1-я часть зак. 19-й), нет никакой закономерности. Оно равно- сильно утверждению, что на Земле существуют материки и оке- аны и они не имеют правильной формы. Это просто опытный факт из области достоверного знания. Он может быть основой теории, если он не единичен. Но он именно единичен. Мы даже не можем сказать, что он повторяется в Солнечной системе, так как морей на известных планетах нет. Или утверждение, что «Земля не среднее тело космоса, а своеобразная геохими- ческая аномалия» (зак. 1). Как же аномалия может быть основой закономерности? Это, наоборот, отрицание закономер- ности, признание того, что состав планет не подчиняется зако- номерностям. То же в зак. 2: «Индивидуальные особенности Земли как планеты (магнитное поле, неоднородность гравита- ционного поля) преобразуют свойства окружающего ее ближ- него космоса». Раз они индивидуальны, значит, у каждой пла- неты они свои. Ряд закономерностей (3, 8, 28) касается полярной асиммет- рии Земли. В тексте автор высказывает гипотезу, что полярная асимметрия произошла вследствие первичной угловатости Зем- ли, обусловленной ее малыми начальными размерами (стр. 172— 173). Опять-таки подтверждения этой закономерности можно ис- кать только на других планетах, но ведь при их формировании это случайное обстоятельство могло и не возникнуть. Кроме того, объяснение здесь базируется на гипотезе. Гипотеза может развиться в закономерность только при ее подтверждении на ряде аналогичных случаев. Но если такая же асимметрия об- 44
наружится у всех планет, гипотеза окажется неверной: ведь, согласно ей, причиной является случайный выступ Приземли в северную сторону. Если случайность повторяется, то в основе ее должна лежать какая-то общая причина и, следовательно, она уже не случайность. Вообще, ряд закономерностей свода осно- ван на гипотезах. В этом нб было бы ничего плохого, если бы эти гипотезы имели шанс когда-либо быть проверены. Но фак- тов для их проверки пет, гипотезы объясняют явления уни- кальные. Например, антиподальность материков и океанов (зак. 10) объясняется условиями равновесия Земли при ее вра- щении (стр. 42), но материки и океаны — явление в Солнеч- ной системе исключительное. Ряд утверждений просто неверен. «В каждом материковом луче южный материк смещен к востоку относительно север- ного» (зак. 15). Это подтверждается в американском и азиат- ско-австралийском лучах, но не подтверждается в европейско- африканском. Африка сдвинута на запад относительно Европы. Кстати, Европа — не материк, но она возведена в ранг мате- риков ради соблюдения закономерности 11 («Все материки, кроме Антарктиды, группируются попарно»). «Окраинные ча- сти материков более высокие, чем их поверхность в средних частях». Эта закономерность подтверждается относительно Аме- рики и Австралии, почти не подтверждается относительно Аф- рики (Эфиопия считается за окраину?) и совсем не подтверж- дается относительно Евразии (Памир, Тибет, Гималаи). В число закономерностей включены также определения си- стем, выделенных учеными на основе умозаключения, — ланд- шафтной оболочки (зак. 6), географического пространства (зак. 7). Насколько незакономерно такое включение, видно из того, что эти определения разделяются далеко не всеми, в то время как в существовании закономерности, раз она доказана, никто не может сомневаться. В общем из 35 пунктов свода можно набрать едва ли 14 ис- тинных закономерностей, которые подтверждаются с минимум трехкратной повторностью в ландшафтной сфере или Солнеч- ной системе и которые можно высказать в форме импликации. Из них часть находится па эмпирическом уровне, часть обосно- вывается с помощью гипотез и только 5 или 6 могут быть бо- лее или менее уверенно объяснены основными законами при- роды и с несомненностью войти в теорию физической геогра- фии. Все приведенные примеры говорят за то, что следует с боль- шой осторожностью возводить географические факты в ранг аксиом или закономерностей, не говоря уже о законах. Раз- работке теории географии это не способствует. Итак: 1. Законы природы не являются предметом географических наук. 45
2. Физико-географическая наука как наука комплексная изучает только природные закономерности. Это относится и к отраслевым наукам, поскольку они изучают частные комп- лексы. 3. К закономерностям относятся только высказывания, со- держащие или подразумевающие импликацию («если... то»). Объекты достоверного знания (факты) не являются закономер- ностями. 4. Закономерности бывают эмпирические («это так, ио по- чему — не знаю»), гипотетические («предполагаю, что это мож- но объяснить следующим образом») и теоретические («это с несомненностью вытекает из таких-то основных законов при- роды»), 5. Теоретическая форма закономерности есть высшая фор- ма знания. Она развенчивает иллюзорность отдельной законо- мерности, как имеющей самостоятельную ценность, ио утвержда- ет уверенность в закономерном строении Вселенной. Она имеет исключительное практическое значение, так как только она поз- воляет уверенно прогнозировать будущий ход процессов.
2Ландшафтоведение и точные науки § 2.1. ПРОГРЕСС МЕТОДОВ И ПРОГРЕСС ТЕОРИИ Давно стало общим местом, что математика — это метод, что она, как мельница, перемалывает любое зерно, ко- торое в нее засыпают, иными словами, что математические ме- тоды применимы во всех науках. Наконец, их значение призна- ли и физико-географы, которые еще 30 лет назад считали их «механистическими» и «чуждыми духу географии». Менее ча- сто говорят о значении для географии физических и химических „ методов. 1 Использование математических методов открывает перед гео- графией широкие возможности расчета, прогноза, обобщения, ] выводов, которые вообще были бы недостижимы без помощи [ математического аппарата и ЭВМ. Применение физических ме- тодов делает доступным «чистый» эксперимент, свободный от вмешательства случайных факторов, — это тончайшее орудие исследования всех естественных наук. Химия с ее набором ана- литических методов позволяет расширять географию «вглубь», внутрь. „вещества, обращающегося в ландшафтной сфере, без чего невозможно понимание функций многих ее элементов. Однако большинство географов еще не осознало, что точные науки не только несут с собой инструментарий, позволяющий обнаруживать новые факты, но также открывают возможности усовершенствования теории, проливают свет па причины и “ме- ханизм взаимодействий, наконец, приносят географам свою ак- сиоматику, которую те напрасно стремились создать, исходя из фундаментальных географических факторов (Преображенский, 1972 а, стр. 127). Таким образом, союз географии с точными науками еще не стал, по обещает стать принципиально новым этапом в ее развитии — этаном познания закономерностей ве- щества и энергии, составляющих сущность всех физико-геогра- фических процессов. В дальнейшем я буду говорить преимущественно о ланд- шафтоведении, хотя многие положения этой главы справедливы и для землеведения, и для общей географии. Часто смешивают количественные методы с математически- ми. Между тем далеко не всякие операции с количеством, с чис- лами заслуживают названия математических. Таковы измере- ния, в том числе и инструментальные, расстояний, площадей, 47
объемов, масс, давлений, напряжения в материалах, магне- тизма, силы света и т. д. Некоторые авторы оснащают свои региональные описания многочисленными цифрами, стараясь полностью охарактеризовать ими местность. Само по себе это не хорошо и не плохо. Если характеристика на этом и кон- чается, то это скорее плохо, так как сухое перечисление цифр дает худшее представление о местности, чем живое, картинное описание. Но если цифры потом поступают в обработку, на которую одни они и способны, если на основании их выводятся средние квадратичные, дисперсии, вариации, строятся гидро- термические, транспирационные и прочие коэффициенты, а за- тем обосновываются выводы о генезисе, эволюции, устойчиво- сти, продуктивности и других свойствах ландшафта, то этим применение простых количественных методов исследования пол- ностью оправдывается. На этом этапе количественные методы перерастают в математические. Для примера укажу, что чисто количественным методом опи- сания является предложенное Ф. Н. Мильковым введение уни- версальной формулы ландшафта (1971, стр. 87) и даже не- сколько осложненная система определения морфологической структуры ландшафтов К- И. Геренчука и др. (1969, стр. 102). Наборот, сборник МГУ под редакцией Б. Б. Родомана «Приме- нение количественных методов в географии» (1971), претенду- ющий только на количественные методы, включает ряд статей с применением сложного математического аппарата. Если не всякие количественные методы являются матема- тическими, то и наоборот: не всякие математические методы яв- ляются количественными. Достаточно вспомнить математиче- скую логику. Математическими методами .мы.„будем считать всякие методы, в ходе которых производятся математи- ческие действия как над числами, так и над другими симво- лами (в том числе над формализованными понятиями) с целью получения новых умозаключений и выводов. Но следует по- мнить, что «нужды науки в количественных показателях могут быть удовлетворены только при обращении к числам» (Клайн, 1967, стр. 63). Следовательно, и географам надо обращаться к таким классическим разделам математики, как арифметика, ал- гебра, анализ бесконечно малых, математическая статистика... Математический язык благодаря своей объективности и универсальности позволяет проводить аналогии между явле- ниями различного генезиса и природы (Гохман и Саушкин, 1971, стр. 23) и тем облегчает прогнозирование будущих процессов. Математика побуждает к формализации понятий, позволяет вы- являть главное среди множества частностей и оценивд1ъ Уча' стие каждого фактора в общей сумме воздействии (там же, стр. 15). Способность к такому анализу и особенно к обосно- ванному логическому синтезу называется математическим мыш- лением. Это выражение не налагает ограничении на предмет 48
мышления. Географ может математически мыслить о содержа- тельной сущности своей науки. Таким образом, он не вовле- кается в математику, подобно пешеходу, превращающемуся в пассажира, как только он садится в автобус, но пользуется ма- тематикой как лыжами для уменьшения трения и ускорения движения к цели. И в то же время математика играет роль перил, не позволяющих лыжам разъезжаться и увлекать лыж- ника в пропасть фантазии. Можно ли применять методы, заимствованные из других наук? Смотря какие. Основные философские методы, как, на- пример, диалектический, не только доступны, но даже обяза- тельны для применения во всех науках. К этой же группе от- носятся методы логические, гносеологические, систематические, статистические, сравнительные, генетические (Арманд Д. Л., 1961а, стр. 581). Математические методы нельзя считать чужи- ми, перенесенными из другой науки, ибо они и созданы для применения во всех науках, имеют, так сказать, органически прикладной характер (за исключением теории чисел и немно- гих других разделов). Затем имеются методы, применимые в группе родственных, скажем, естественных наук, и, наконец, более детальные, специфические методы данной науки. Т. Д. Александрова пишет, что прежде, чем применить ме- тод другой науки, надо выяснить соответствие объектов обеих наук (1970, стр. 80). Мне кажется, что это требование не обя- зательно. При отборе критериев для установления ландшафт- ных границ был применен тот же метод экспертных оценок, что и при планировании проката кинофильмов с целью получения наибольшей прибыли. Какое уж тут соответствие объектов! А метод оправдал себя в равной (не берусь сказать, в какой) мере. Если же чужой метод окажется неподходящим, это сра- зу покажет практика, так как он на новом поле окажется не- эффективным. Иногда высказываются сомнения, достаточен ли имеющий- ся математический аппарат для переваривания такого разно- образного материала, как географический. (Гохман и Саушкин, 1971, стр. 18; Смирнов А. М., 1971, стр. 60). В связи с этим возникают пожелания о разработке новых, специально «геогра- фических» разделов математики. Мне кажется это по меньшей мере преждевременным. Математика уже имела дело со слож- ными науками, например с биологией, и выдержала проверку. Отличие географии скорее количественное: в биологии она име- ла дело с двумя принципиально различными средами: мертвой и живой природой. В географии прибавляется еще третья сре- да: социальная, которая тоже не является новинкой для мате- матики благодаря опережающему освоению ею вопросов эко- номики. Не потому ли географы заботятся о разработке новых математических методов, что еще не знакомы в достаточной ме- ре со старыми, не умеют использовать все их возможности? 49
Какие отрасли математики применяются к решению тех или иных географических задач? Такая постановка вопроса мне ка- жется неправильной. Безусловно, большинство отраслей мате- матики могут найти применение к самым разным проблемам географии. В статье Ю. Р. Архипова и др. (Archipov а. о., 1972) дана таблица взаимоотношения географических задач и матема- тических методов, основанная на выборке рефератов, помещен- ных в реферативном журнале «География» за 1966—197] годы. Выборка слишком мала, и результат получился случайный, ио даже на таком материале видно, что для решения некоторых вопросов (анализ взаимоотношений элементов, исследование из- менений состояния, планирование и проектирование и др.) при- меняются почти все разделы математических знаний и, наобо- рот, некоторые математические дисциплины (теория множеств, линейная алгебра, геометрия, математическая статистика) про- ходят почти через все проблемы. Думается, что если не прохо- дят другие, то только потому, что еще не освоены географами. Это видно хотя бы па примере теории графов, которая не на- ходит ни одного применения в области планирования и проек- тирования, хотя чрезвычайно для них подходит. Универсаль- ность математических методов, безусловно, гораздо шире их применяемости. «Взаимосвязь математики со всей наукой так же богата и разнообразна, как и само содержание науки» (Дайсон, 1967, стр. 112). Мне представляется более продуктивным проследить при- менение математических дисциплин па разных стадиях геогра- фического исследования. На этом пути, возможно, удастся вы- явить некоторые закономерности, хотя и здесь ряд разделов найдет себе сквозное применение. Только к одному разряду математических решении я от- ношусь подозрительно — к непонятным, т. е. таким, которые настолько общи или настолько зашифрованы броней математи- ческой символики, что ландшафтовед не может их ни понять, ни с пользой к чему-либо применить. Об этом хорошо говорит П. Хаггет (Haggett, Ю69), указывая, что «одна из опасностей машинизации состоит в легкой возможности перерабатывать массу непонятных чисел в другую массу непонятных чисел». Более деликатно выражается Н. Бейли (1964, стр. 12): «Обыч- но следует с недоверием относиться к любым результатам, ко- торые, несмотря на продолжительное обсуждение и объясне- ние, не удается представить в виде, адекватном исходной за- даче». «Неадекватными» результаты иногда оказываются из-за ма- тематического снобизма некоторых авторов, хорошо владею- щих математикой и считающих недостойным популярными объ- яснениями облегчить понимание своих выкладок. Выводы иног- да оказываются бессодержательными, и авторы предпочитают скрывать это за видимостью эрудиции (читатели редко призна- 50
ются в том, что они ничего не поняли). В других случаях вы- воды дельные, и тогда непонимание их читателями означает невозможность внедрения в практику. Каждый автор должен рассчитывать на средний уровень знаний математики предпо- лагаемым кругом читателей и, если речь идет о методах, ле- жащих за пределами курса математики на географических фа- культетах, делать все от него зависящее, чтобы произведение стало доступным, и уже во всяком случае на выходе самому давать примеры его практических применений. Бывают случаи, когда в математике (на границе ее с ло- гикой) приходится применять условные решения, которые фран- цузы называют «административными», а мы — чаще «воле- выми». Это происходит каждый раз, когда надо внести коли- чественный элемент в какое-либо определение. Архипелаг — это группа островов. Но сколько островов можно считать архипе- лагом? Ну допустим, пе меньше, чем пять. А почему не че- тыре, не три, не два, наконец, не один? Если пе принять во- левое решение, что, скажем, три острова — это архипелаг, а два не архипелаг, то определение архипелага не заслуживает свое- го названия, оно остается неопределенным и не может быть принято в научной терминологии. Гора — это положительная форма рельефа высотой над подножием, допустим, не ниже 1000 м, а 999 — это уже холм. Если мы не примем это опре- деление, то опять же можем спросить: «А почему не 900, не 800, ...пе 100, не 10?» Если мы в нерешительности не знаем, на чем остановиться, то мы приходим к существующему сейчас абсурдному словоупотреблению, когда не только Ленинские горы, фактически берег Москвы-реки, едва достигающий 50 м, по даже снежная гора высотой 2 м, с которой ребята катаются па салазках, — тоже гора. Как это ни странно, но для выработки формализованного языка науки приходится прибегать к произвольным, волевым решениям. С этим связан вопрос: какую разницу считать количествен- ной, а какую качественной? Если мы имеем два равных объема отсеянного кварцевого песка разной крупности, то разница между ними чисто количественная, ибо они отличаются только размером зерен, например один состоит из фракции 0,1 мм, другой — 0,5 мм. Если мы имеем два объема различной есте- ственной почвы, то мы говорим, что между ними качественная разница, которую нельзя свести к простым количественным по- нятиям. Однако на примере кристаллографии мы можем видеть, что качество постепенно переходит в количество. Кристаллы каза- лись сначала качественно различными. Но после того как люди последовательно научились измерять грани, углы между гранями, степень симметрии, угол преломления света, наконец расстояния между молекулами, форму кристаллической решет- 51
ки, состав (процентное соотношение) молекул и т. д., оказа- лось, что все различия между кристаллами можно выразить числом. Качественная разница превратилась в количественную. Так будет и с почвами: мощность горизонтов, механический со- став, процент гумуса, pH и многие другие их свойства уже ос- воены количественными методами. Дело, значит, в совершенстве , наших знаний, в умении измерять. Не только количественные ; изменения могут переходить в качественные, что общеизвестно, но одновременно происходит обратный процесс: качественные : различия начинают интерпретироваться нами по мере разви- | тия знаний как количественные. Доля последних в природе по- стоянно возрастает. Матрицы, содержащие подчас сотни цифр, t могут служить примером сложных явлений, целиком выражен- ных количественно. Напрашивается следующий принцип: количественным счи- тается любое различие, которое при данном уровне науки мо- жет быть выражено рядом количественных соотношений. «Прин ципиальной разницы между количественными и качественными признаками нет. У большинства признаков, которые считаются качественными, при более тщательном изучении может быть найдена и измерена степень его проявления, и тогда качест- венный признак станет количественным» (Плохинскии, 1961, стр. 79). Даже при самом глубоком уважении к математическим вы- водам их не следует фетишизировать. Мы исходим из детерми- низма, т. е. мы считаем, что раз произошло событие Alt то за ним обязательно должно последовать А2, а не А3 и не 1(2. Но так как на возникновение последствий влияет не одна главная причина Дь а и множество второстепенных bh ch dh рь и т. д., из которых многие нам неизвестны и даже не улавли- ваются нашими органами чувств, то возможны варианты по- следствий Д21, А22, А23 и т. д. Каждый из них может произойти с некоторой степенью вероятности. Поэтому мы говорим, не- смотря на наш принципиальный детерминизм, что мы живем в вероятностном мире, где не все осуществляется с математи- ческой точностью. Это результат нашего несовершенного зна- ния, но несовершенство его всегда было и будет. Математика строится на теоремах, теоремы — на аксиомах, аксиомы проверяются критерием практики. Можно логически допустить, что некогда люди считали, например, пятый посту- лат Эвклида «через точку вне прямой можно провести одну и только одну прямую, ей параллельную» только вероятным. По мере того как при проверке на практике это положение каждый раз подтверждалось, постепенно вероятность переходи- ла в уверенность. И наконец, его стали считать достоверным (Борель, 1964, стр. 96). Если вероятность обозначим р, то вероятность события, ко- торое считается достоверным, 52
7J —limp = l, (2.1) n-юо где n — число экспериментов, послуживших для проверки дан- ного положения. Ничего большего математическая достоверность в себе не заключает. Однако и это не мало, так как математически до- стоверные выводы — это как раз выводы, которые всегда под- тверждаются на практике, если, конечно, при решении не были допущены элементарные ошибки. Но математические ошибки— особые. А. Пуанкаре утверждал, что в математике всякая ошибка должна рассматриваться как тягчайшая, ибо, допу- стивши в каком-либо маловажном случае неверное равенство, можно потом вполне корректным путем вывести из него другое равенство, уже явно не соответствующее действительности (Бо- рель, 1964, стр. 58). Замечательным свойством математических методов являет- ся способность взвешивать, превращать в точно определенные многие^ понятия, бывшие до того качественными, расплывчаты- ми,"допускавшими лишь определения в терминах «больше— меньше». Примером может служить степень континуальности, __ которую я ул^да'йНо’ (Арманд Д. Л., 1955, стр. 276), не упо“ требляя этого термина, интерпретировал как ширину пере- ходных полос между типами ландшафта и предложил выра- жать несложной формулой. В 1972 г. А. Д. Арманд, определив ту же величину как наибольший информационный градиент, дал более совершенную формулу и распространил на понятие границ в пространстве и времени (Armand A. D., 1972, стр. 121, 124). Применение математики позволяет *во многих случаях переходить от субъективных оценок к объективным при обязательном уточнении принятых начальных условий и ме- тода. Переход к объективным оценкам возможен только при обоб- щении, укрупненном восприятии географической действительно-'^ сти. Она слишком сложна и пестра, чтобы человеческий ум мог без обобщения вылущить из нее основные ядра событий и явлений. Перезвон взаимосвязей сливается в сплошной шум, если мы пытаемся уловить ухом все колокола сразу. В. С. Пре- ображенский (1972а, стр. 128) удачно назвал попытки передать этот шум, так сказать, живописно, «географическим импрессио- низмом». Собственно говоря, этот импрессионизм уместен да- же в серьезной научной работе. Но дав читателю как можно' образнее почувствовать «запах» ландшафта, затем надо присту- пить к систематическому описанию его по строго определенной и ограниченной жесткими рамками программе. Стремясь к систематичности, географы во все времена ин- стинктивно исключали из поля зрения часть явлений. В по- следние годы это действие предпринимается сознательно. Оно 53
получило название моделирования. Когда географы берут толь- ко главные черты действительности, им становится ясна ее структура, ее механизм. Здесь происходит то же, что в анато- мии, — человеческое тело начинают изучать со скелета. Модель — система, в чем-либо подобная оригиналу. В чем именно? Система, в частности геосистема, характеризуется составом, структурой, набором состояний (так называемым репертуаром) и поведением. Модель может имитировать ориги- нал в отношении любого набора этих свойств. Если она подра- жает ему в отношении всех свойств, то она называется изоморфной. Модели бывают идеальные (представления), описательные, картографические, графические (графики, графы, блок-диаграммы и т. д.), физические — статические и динамиче- ские, наконец, символические, логические и математические (Ар- манд А. Д., 1971, стр. 4). В. С. Михеева со ссылкой на Г. Клау- зе (Mikheeva, 1972, стр. 43) указывает, что модели любого ти- па могут составляться на уровне а) результатов, которые дает моделируемая система, б) функций, которые приводят к этим результатам, в) структур, которые обеспечивают выполнение функций, и г) материалов, из которых состоят структуры. Она Же пишет (Михеева, 1971, стр. 77), что «в математике и логике моделью принято называть теорию, которая обладает струк- турным подобием по отношению к другой теории». Замечу, что в логико-математических приложениях к физической географии как более конкретной пауке важна не столько имитация дру- гой теории, которой часто до построения модели и не бывает, сколько удовлетворительное описание и предсказание посред- ством логических или математических символов различных при- родных явлений. Хотя моделирование связано с математической теорией, да- леко не все модели являются в узком смысле слова матема- тическими. Для математической модели обязательно построение уравнения или системы уравнений, связывающих искомые, не- известные величины с известными, определимыми измерением или экспериментом. Структура формул, т. е. соединение зна- ками математических действий символов известных и неизвест- ных величин, должна соответствовать их отношениям в приро- де. Если в природе две величины складываются (например, по- верхностный и грунтовый сток), то в уравнении должен быть между их символами знак +, если умножаются (например, се- чение потока на его скорость), то и в уравнении они должны быть связаны знахом X- Для примера ниже приводится опера- ционное уравнение в общем виде, выведенное мною на осно- вании теоретических представлений, лесной полосы, защищаю- щей наклонное поле и поглощающей весь выпадающий на него ливень (Арманд Д. Л., 1961 б, стр. 118). Это уравнение яв- ляется типичной математической моделью геосистемы и со- вершающегося на ней процесса: 54
1 т (n + 2) c^+4^q [rT (рл - г) + PjIqt, + dr] bn+1 -' ~ ------------------------------b + (п+т(рл~г)п+1 r+ p"+1q \ л+2 mnilm , C^/ Л+1 ?л+2/;+1 !(ПЧ-2) r7-[(n+I) <--?]/,,} Г И+2 n+1 1 • I • ) (n+ 1) 1(рл-п)л-+1 r + p"/1 q\ Я не расшифровываю символы, так как их уточнение в дан- ном контексте не имеет значения. Математическая модель может иметь также форму диффе- ренциального или интегрального уравнения или системы ана- литических кривых, что в сущности одно и то же. Некоторые явления могут моделироваться с помощью матриц, вариаграмм И т. д. Математические модели выделяются среди других типов мо- делей удивительной общностью. Самые разные системы иногда могут выражаться однородными уравнениями. Исследователь, встретив уравнение знакомой по прежним работам формы, сра- зу по аналогии может сделать ряд плодотворных заключений. Модели, главным образом физические, могут служить сред- ством, позволяющим охватить за короткий промежуток време- ни длительное явление. Как правило, на меныпих массах ве- щества процесс протекает быстрее. Такая модель, подкреплен- ная теоретическим обоснованием, выступает как средство про- тив элементаризма и служит для целей синтеза более, чем для анализа (Архипов и др., 1972, стр. 202). Модель, как физиче- ская, так и математическая, должна обладать умеренной слож- ностью. Слишком сложная модель неудобна для наблюдения и трудна для выводов. Но слишком простая модель может про- фанировать явление, т. е. без надобности перевести в случай- ные ряд закономерно влияющих факторов. Отыскание золотой середины зависит от такта и опыта исследователя (там же, стр. 203). В. С. Михеева рекомендует метод упрощения моделей (1971, стр. 84). Он заключается в замене динамической модели на статическую. Чтобы получить из упрощенной таким образом ( модели нужные выводы, следует выбрать на линии развития \ процесса какую-либо существенную точку: критическую, или предельную, или точку максимального развития. Если такой точки нет, то надо взять по крайней мере три точки на кривой развития и промоделировать процесс для них отдельно. Структурная модель тем полнее отражает моделируемую си-— стему, чем больше в ней отношение числа «ребер» — линий, по- казывающих взаимосвязи, к числу «вершин» — взаимосвязан- ных элементов (Нугенко, 1971, стр. 130). 55
Безусловно, прав Л. Берталанфи, когда пишет (1969, стр. 47) «...лучше иметь сначала какую-то нематематическую мо- дель со всеми ее недостатками, но охватывающую некоторый, не замеченный ранее аспект исследуемой реальности и позво- ляющую надеяться на последующую разработку соответствую- щего алгоритма, чем начинать со скороспелых математических моделей». Когда географ ставит перед собой творческие, конструктив- ные цели, когда он преобразует и создает новые ландшафты, он невольно приходит к кибернетическим методам. Н. Винер назвал свою книгу «Кибернетика или управление и связь в животном и машине» (1968). Очевидно, он не рас- считывал на ее применение к ландшафту, который не является ни животным, ни машиной. А. И. Берг уже дал более широкое определение: «Кибернетика — это наука об управлении слож- ными динамическими системами» («Философские проблемы ки- бернетики», 1961, стр. 155-156). Это определение подходит для географии с той оговоркой, что сложные географические систе- мы состоят, в частности, из простых. М. Л. Полонский, напи- савший брошюру о применении кибернетики к географии (1963), определил ее предмет следующим образом: «Геокибернетика — это наука о процессах информации, оптимизации и управлении в географических динамических системах» (стр. 7). Здесь лиш- няя только приставка «гео». Кибернетика применяется и в эко- номике, и в медицине, но нет ни «экокибернетики», ни «медо- кибернетики». Кстати, нет и геоматематики. В определении М. Л. Полонского правильно и примечатель- но присутствие информации. Информация — одна из основ кибернетики. Она—третий слон в тройке, на которой дер- жится мир, во всяком случае живой мир: материя — энергия — информация. Первые два находятся в ведении физики, тре- тий — только кибернетики. В брошюре А. Д. Арманда (1971, стр. 11 — 12) обсуждается вопрос, обладает ли способностью к информации косная мате- рия — «лежащий на дороге булыжник». Он пишет: «До сих пор слышится треск — это философы ломают копья в сражениях по поводу информации» (т. е. по поводу булыжника). Зря ло- мают. Нужно договориться о значении термина «информация», и вопрос будет решен. Если принять старое определение — «Ин- формация — осведомление, сообщение о каком-либо событии» («Информация», 1953, стр. 231), то ясно, что булыжник это сообщение не отправит и не воспримет. Если принять определе- ние А. Д. Урсула, что информация — любое разнообразие, хра- нящееся в структуре вещества (1968), то булыжник, несомнен- но, хранит в себе информацию, например, о том, что он имеет разнообразный состав — состоит из кварца, полевого шпата и слюды. 56
Что касается географов, то их прямое дело — изучать струк- туру «булыжников». И если философы договорятся, что имен- но она и называется информацией, то географы охотно будут воспринимать информацию от косной природы. Но косная при- рода не в состоянии принимать информацию от кого бы то ни было без энергетического воздействия. Внешне ледник ведет себя как разумное существо, когда при уменьшении осадков на- чинает медленнее стекать. Впечатление такое, будто, получив по обратной связи тревожную информацию из зоны аккумуля- ции снега, он руководствуется чувством самосохранения. Но не проще ли дать чисто энергетическое объяснение, сказав, что при уменьшении мощности льда уменьшается выдавливание нижних слоев, вследствие чего вновь восстанавливается равно- весие прихода и расхода. Иными словами, «не назвать ли нам кошку кошкой»? Т. е. не подходят ли более к геосистемам та- кие термины, как «отражение», «воздействие», «влияние», «ре- акция», чем «информация»? Все приводимые в брошюре А. Д. Арманда примеры (стр. 17, 20, 22) геосистем, управляе- мых с помощью прямых и обратных связей, можно объяснить физическими законами, не прибегая к информации. Именно использование физических закономерностей при по- строении географических моделей рекомендует В. Я. Сергин (1972, стр. 133). Он считает необходимым составление содержа- тельного описания системы, затем на основе его — качествен- ной функциональной схемы. Лишь после этого, путем подста- новки чисел в те звенья цепи, где это возможно, и замены чер- ными ящиками временно неразгаданных звеньев, он советует приступать к составлению структурной, т. е. математической, модели. Кибернетика в понимании А. Д. Арманда и В. Я- Сергина пе ограничивается объяснением географической среды, но по- могает ею управлять. Составление модели является первой стадией проектирования. Только при помощи адекватной мо- дели достигается прогноз прямых результатов и косвенных по- следствий проекта. Многие географы забывают о том, что физическая геогра- фия находится в кровном родстве с физикой, о чем свидетель- ствует самое ее название. В конечном счете все физико-гео- графические процессы имеют в основе физические явления, только необычайно осложненные и налагающиеся друг на друга. Уже по одной этой причине географы должны были бы хорошо знать физику. Климатологи обычно удовлетворительно владеют основами аэродинамики, гидрологи — гидравлики. Реже встречаются био- географы, знающие основы термодинамики. Гляциологи не всег- да представляют себе, насколько полезно было бы для них зна- ние механики и сопротивления материалов, и уж совсем редко геоморфологи знакомятся с физикой твердого тела и фнзиче- 57
ской теорией движения наносов. В наихудшем положении на ходится ландшафтоведы, которым необходимо иметь представ ление о свойствах вещества во всех агрегатных состояниях и обо всех видах энергии. Поистине трагично складываются обстоятельства для тех физико-географов, которые, не будучи знакомы с физикой, ин- туитивно понимают важность физических законов. Это видно на примере теории А. А. Григорьева о балансе силы тяжести или гравитационной энергии (1970, стр. 116, 151 и др.). В од- них местностях, согласно этой теории, имеется положительный баланс, в других — отрицательный. Между тем силы вообще алгебраически не балансируются, а гравитационная, точнее по- тенциальная, энергия не подлежит балансированию в преде- лах Земли, так как она в данной точке всегда направлена в одну сторону. Если тело имеет возможность перемещаться в на- правлении силовых линий поля или под острым углом к нему, то потенциальная энергия тотчас переходит в кинетическую, ко- торую и надлежит балансировать. Такого рода неточные фор- мулировки вносят путаницу в представления и сильно дискре- дитируют научные теории. Они не раз подвергались критике (Арманд Д. Л., 1951, стр. 70; Ефремов, 19716, стр. 7—8). Другой пример недоразумений связан с энтропией. Теория вероятностей учит, что всякая система стремится к наибольшей, возможной для нее, вероятности. А так как самым вероят- ным состоянием атомов Вселенной является хаос, то Вселенная стремится к хаосу. Во всех учебниках физики рассматривается 2-й закон термодинамики, в применении к технике известный как цикл Карно. А. Ф. Иоффе (1949, стр. 77) так излагает его сущность: «...если некоторое количество тепла переходит от те- ла с более высокой температурой Ti к телу с меньшей темпе- ратурой Q чину — Т2, то энтропия первого тела уменьшается на вели- О 'Т’ , тогда как энтропия второго возрастает па —. Так т о как Т,>Т2, то-^<-^- , 1 Г| г2 п, следовательно, общее количество энтропии обоих тел возрастает па AS=Q(y—у-)- \ '2 7 I / (2.3) Законы физики отличаются общностью. Нельзя себе пред- ставить такую звезду или планету, где бы действие не было равно противодействию или где горячее тело отнимало бы остатки тепла у холодного, т. е. чтобы было Поэтому 1 1 ‘1 весьма сомнительно, чтобы существовали места, где процесс шел бы в обратную сторону. И является весьма неожиданным, что А. Ф. Иоффе пишет несколькими страницами дальше «...во всей Вселенной встречаются участки, где энтропия растет, как 58
и участки, где она убывает» (стр. 80). Здесь сказывается влия- ние на физиков философских идей и естественная человеческая забота о наших потомках, которые будут жить через миллиар- ды лет; неужели их по- стигнет такая печаль- ная участь? На основе туман- ных объяснений физи- ков среди географов возникают представле- ния, что и па Земле существуют процессы, в которых энтропия уменьшается. Они про- тивостоят «тепловой смерти». Обычно видят два их источника: ор- ганизмы и машины, якобы обладающие спо- собностью уменьшать энтропию. Между тем они способны лишь за- Р и с. 9. Влияние биоты и человеческой техники па рост энтропии. А — ошибочное, Б — правильное представление. Задерживающие факторы создают площадки на монотонно растущей кривой, по не могут изме- нить ее направление. Пунктирная линия показы- вает, каковы были бы «завоевания» энтропии прн отсутствии жизни держивать ее реет. Гру- бо говоря, у растений крахмал, у животных — глюкоза служат аккумуляторами энергии. Они как бы консервируют ее, но рано или поздно выпускают на волю, ся ио пути энтропии (рис. 9). И Рис. 10. Равновесие ландшафта. Чем выше точки, тем более организованы, про- дуктивны, но тем менее устойчивы типы ланд- шафта и она сейчас же устремляет- М. Забелин видит даже мис- сию человечества в борьбе с энтропией: «...человек, как и любое животное, — это центр уменьшающейся энт- ропии...» (1970, стр. 164).Хо- тя он и оговаривается потом, что цель человечества — про- тивостоять или по крайней мере замедлить ее наступле- ние, но его неосторожное вы- ражение порождает у чита- телей веру в «космобориче- скую миссию» человека. А. Д. Арманд (1971, стр. 23) приводит примеры кажущегося уменьшения эн- тропии. Это, во-первых, усложнение организации при росте организма, во-вторых, образование песчаной ряби на дне реки. Почему уменьшение здесь только кажущееся? Живот- ное, увеличивая организованность своего тела, в процессе роста разрушает организованность во много раз большего ко- 59
личества других организмов, поедая их. Так что в системе организм — среда, т. е. в обитаемом им ландшафте, энтропия, безусловно, увеличивается. То же и с песчаной рябью. Пра- вильная система вихрей над песчаной рябью создается за счет кинетической энергии потока, который при этом замедляется, а при образовании вихрей за счет внутреннего трения часть энергии переходит в теплоту и рассеивается. Кроме того, песча- ные волны образуются из беспорядочной массы движущегося по дну песка, переносимого на более низкий уровень. При этом также неизбежны потери на трение. Энтропия опять-таки воз- растает. Путаница в представлениях возникает вследствие того, что К. Э. Шеннон назвал энтропией потерю информации, дезорга- низацию, в то время как до него под этим названием подразуме- валась потеря энергии. Понятия аналогичные, но разные по сво- ей природе. Некоторые авторы, обнаруживая убывание энтропии в смысле К. Э. Шеннона, незакономерно заключают, что оно воз- можно и в применении к энтропии в смысле Н. Л. Карно. Из термодинамики вытекает также весьма важное для гео- графов учение об устойчивости. Истинно устойчивым положе- нием тела на кривой эволюции является только положение в наиболее глубоком минимуме М (рис. 10). В относительных минимумах All положение временно устойчивое (метаустойчи- вое). При колебаниях среды тело может быть отброшено на порог /7 и скатиться или назад, или в точку М (Иоффе, 1949, стр. 83). Это положение может найти место в применении к распределению сообществ организмов, а также в деле приро- допользования. Ландшафт живет на уровне Мъ Будучи расша- тываем человеком, он легко может скатиться в наиболее вероят- ное положение М, которое всегда лежит «ближе к хаосу», т. е. представлено относительно безжизненными комплексами — пу- стынями, бэдлэндами, отравленными водоемами. Я здесь ограничиваюсь только примерами, показывающими, какие важные последствия для географов может иметь знаком- ство с физикой. Примеры можно умножить. Ландшафтовед по крайней мере половину своего внима- ния обращает на живую, природу. Явления, связанные с жизнью, очевидно, еще нельзя до конца разложить на элемен- ты, «...о биологических науках... можно сказать, что они еще не достигли той ступени, на которой становятся очевидными простые основные принципы...» (Пайерлс, 1962, стр. 337). Но это не освобождает географа от обязанностей искать объясне- ния биогеографических процессов на термодинамическом и хи- мическом уровне, не боясь заходить иногда в сферы смежных специальностей, например физиологии растений и животных. Одна из причин ограниченности наших возможностей заклю- чается в конечной разрешающей способности наших средств наблюдения. Мы не можем слишком далеко проникнуть в жи- 60
вой организм, не убив его. А географу иногда нужно проникать именно в живой организм, например, для выяснения функций фотосинтеза или роста (там же, стр. 339). Для ландшафта особенно важны: энергетика, в особенно- сти части ее, касающиеся поглощения и выделения теплоты при переходе тел в другое агрегатное состояние, разделы физики о превращении лучистой, кинетической и химической энергии в тепловую, об энергии волн и приливов, а также о внутрен- ней энергии Земли. Ландшафтовед должен уметь отличать полную энергию, за- консервированную в ландшафте, от свободной энергии, могу- щей быть использованной в геоморфологических, почвообразо- вательных и биологических процессах. Обилие этой энергии со- здает нестабильность ландшафта, обусловливает его постоян- ные изменения. Очень важно разобраться во влиянии Солнца и других кос- мических явлений на земные события и их периодичность. На- конец, еще очень мало разработан вопрос о влиянии полей на ландшафт, как в узком смысле слова — полей гравитационно- го, магнитного, электростатического, так и в широком смысле — полей барического, температурного, химического (например, поля загрязнения атмосферы или воды), полей распространения тех или иных организмов, инвазий, эндемий и т. п. Не меньшее значение для ландшафтоведа имеет знакомст- во с элементами химии. Из всех элементов, содержащихся в ландшафтной сфере, лишь немногие входят в число особо подвижных. Именно они и их соединения ответственны за все преобразования ландшаф- та, именно они созидают главную часть входящих в его состав тел. Понимание роли каждого из них крайне необходимо как для построения теории ландшафта, так и для оценки земель, медицинской географии и т. д. (Глазовская, 1964, стр. 6—8). Многие химические реакции, протекающие в ландшафте, отзываются на макропроцессах и становятся видимы если не они сами, то их косвенные последствия. К ним относятся преж- де всего реакции окисления и восстановления, ответственные за минерализацию органических веществ, за возникновение болот- ных руд, за оглеение почв и многое другое. По обилию колло- идных веществ можно судить о возрасте типов ландшафта и отчасти об их принадлежности к тем или иным зонам. Наконец, по накоплению или выщелачиванию тех или иных элементов можно вывести заключение о том, находится ли данный ланд- шафт в стадии прогресса жизненных форм или в стадии ре- гресса. Вымывание растворимых соединений, вынос мелкозема, образование кор выветривания, происходящие обычно в автоном- ных типах ландшафта, также свидетельствуют о их древности (Перельман, 1966). 61
Чрезвычайно много объясняет состав золы растений и жи- вотных. Помимо активных мигрантов в ней обнаруживаются в количествах, специфичных для каждого вида, многие другие элементы, подчас редкие и рассеянные, имеющие важное зна- чение для жизни и размножения организмов. Содержание их в организмах зависит нс только от свойств последних, но и от оби- лия данного элемента в ландшафте. Недостаток его и избыток оказывают на организмы одинаково вредное, иногда летальное действие. Водные организмы обладают способностью избирательной адсорбции некоторых элементов, что в ряде случаев не вредит им, но делает их токсичными для следующих звеньев трофиче- ской цепи. С другой стороны, комары, выводящиеся в воде и умирающие па суше, поддерживают постоянный процент микро- элементов в почве, которые иначе были бы полностью вымыты из нее осадками (Панфилов, 1962, стр. 154). В ряде случаев действует принудительная адсорбция, вредящая организмам. Так, известны случаи накопления организмами ДДТ до кон- центрации, в сотни раз превосходящей содержание его в окру- жающей среде и приводящей к их гибели или пагубно влияю- щей на их генеративную способность. Энергия, поглощаемая зелеными растениями при фотосин- тезе, выделяется потом с помощью микроорганизмов из их опа- да с углекислотой, органическими кислотами и пр. Эти вещест- ва частично выносятся грунтовыми водами, придавая им боль- шую химическую активность — способность растворять или окислять горные породы (Перельман, 1966, стр. 49). Велика роль воздушных мигрантов. Известно, что СОг, выдыхаемая почвой, концентрируется под пологом леса и ока- зывает важное влияние на питание живых растений. Существен- но, хотя мало изучено, значение фитонцидов. А именно выделением фитонцидов некоторыми растениями объясняется отсутствие в их сообществах конкурирующих видов или насеко- мых-паразитов. В радиусе нескольких десятков километров от металлургических заводов переносимые ветром аэрозоли метал- лов оседают на почву и вызывают ее металлизацию, достигаю- щую такой глубины и концентрации, что известны случаи, когда геологические экспедиции принимали эти осадки за новые ме- сторождения. Использование знаний по химии ландшафтов позволяет про- изводить такие интересные исследования, как сравнение и клас- сификация отдельных типов ландшафтов по количеству погло- щаемых и отдаваемых элементов, распределение их в верти- кальном профиле, построение синтетических рядов фаций, вы- явление роли биогенной аккумуляции и миграции элементов в почве, водах и растительности (Снытко и Нечаева, 1969). Я не касаюсь синтеза органического вещества растениями, так как полагаю его широко известным. 62
Некоторыми авторами к группе точных паук причисляется так называемая геопика, названная так по аналогии с биони- кой и призванная конструировать технические системы на ос- нове подобия с географическими (Полонский, 1963, стр. 64). Однако поле деятельности геоники представляется мне весьма ограниченным. Живые существа в ходе борьбы за существова- ние выработали на протяжении веков множество хитроумней- ших и целесообразнейших приспособлений, которые людям лест- но позаимствовать. Иное дело — природные комплексы, со- стоящие из множества элементов, из которых каждый стре- мится в меру сил и часто в ущерб другим приспособиться к обстановке. Заслуживают подражания только отдельные явления. Мож- но использовать структуру гейзера при проектировании фонта- на, структуру смерча при проектировании вытяжной вентиля- ции, создать водослив на плотине, беря во внимание нормальный профиль реки. Число таких феноменов невелико, и большин- ство их уже использовано. Впрочем, подражания природе умест- ны при создании искусственных ландшафтов. Например, может оказаться целесообразным при проектировании искусственного насаждения руководствоваться сочетанием древесных пород, произрастающих в местных лесах, или на поле высеять много- компонентную культуру в подражание естественным травяни- стым ценозам, улавливающим максимум солнечной радиации, или в парковой архитектуре применить искусственные пруды, холмики, гроты, водопады... § 2.2. СБОР ИНФОРМАЦИИ Географическое исследование может быть индуктив- ным и дедуктивным. В первом случае оно начинается со сбо- ра первичной информации, во втором — с анализа уже извест- ных закономерностей и основополагающих фактов. В настоящей главе я коснусь роли точных наук только в индуктивных иссле- дованиях, количественно преобладающих. Индуктивный путь основывается па экспедиционных, ста- ционарных или экспериментальных исследованиях. Ключевые исследования — с ограниченной во времени остановкой в из- бранных пунктах — ключах занимают промежуточное между первыми двумя положение, по методике приближаясь более к стационарному методу. Об экспедиционных методах написано большое количество книг и статей, из которых наиболее капитальным трудом яв- ляется «Справочник путешественника и краеведа» под редак- цией С. В. Обручева (1949—1950), а наиболее современной — статья В. С. Преображенского в сборнике «Советская геогра- фия» (1960). 63
Современные экспедиции предпринимаются большей частью не для первичного ознакомления с местностью, а для сбора ка- ких-либо дополнительных данных об уже известной в общих чертах территории. На нее всегда имеется или карта, или аэро- съемка, позволяющие составить ориентировочную схему целена- правленного районирования. Таким образом, для получения не- обходимых сведений уже не нужно прокладывать на местности равноотстоящие параллельные курсы, но можно наиболее эко- номным способом обойти намеченные регионы. Эта задача свя- зана также с выбором центральной и промежуточных баз. До начала экспедиции необходимо составить схему маршрутов и просчитать на время и расходы несколько их вариантов. Следующая задача состоит в разработке программы наблю- дений. В каждой точке, на каждой станции строго по програм- ме должны выполняться одни и те же наблюдения. Если цель экспедиции, например, в определении продуктивности раститель- ности, то заранее надо решить, на каких растениях она будет । измеряться, с площадок какого размера, с какой повторяе- люстью, какие определяющие и сопутствующие условия среды (почва, рельеф, грунтовые воды и т. п.) будут фиксироваться. Надо ограничиваться минимумом наблюдений, но выполнять их неукоснительно. Далее встает вопрос о. способе фиксации. Традиционный ме- тод полевого дневника должен отойти на второй план, так как при нем неизбежно случаются пропуски и изложение материа- ла в вольном порядке (т. е. в беспорядке), обилие лишних тек- стовых записей, сделанных недешифрируемым впоследствии почерком. Я отнюдь не против полевых дневников наоборот, — за, но преимущественно для внеплановых записей: заметок, по- путных интересных наблюдений, рассказов местных жителей, библиографических данных... Плановый материал, идущий в об- работку, должен фиксироваться на заранее заготовленных блан- ках или на перфокартах. Бланки должны содержать возможно меньше словесной ин- формации. Ответы должны подсказываться. Например: Экспозиция: С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, СЗ. Уклон <1°, 1—3°, 3—6°, 6—10°, 10—20°, > 20°. Исследователю в поле остается только подчеркивать нужные данные, проставлять цифры или вписывать латинские названия организмов. Полезны напоминающие фигуры: схематизирован- ные почвенные профили, формы крон деревьев, разрезы стен- ных западин и т. п. Все это уменьшает количество ошибок и вре- мя, необходимое на описание. Перфокарты, употребляемые также во всем мире для со- ставления различных реестров, списков, каталогов, классифика- ций, одним словом, источников массовой информации, как буд- то специально созданы для сбора и хранения первичных гео- графических материалов. Беспорядочные, хотя и богатые дан- 64
Рис. 11. Макет перфокарты для фиксации признаков лесостепного типа ландшафта. Виды использования, типы растительности и радиационный индекс сухости определяются по специальным таблицам 3 Зак. 2825
ные из полевых книжек нельзя перенести на перфокарты, но упорядоченные, запрограммированные — можно и нужно. Из двух способов записи информации — перенесения ее на перфо- карты с бланков в камеральных условиях и пробивания перфо- карт непосредственно в поле — второй значительно экономит время. Но при нем требуется возить карты в селекторах, а по- следние — в непромокаемых чехлах, а вырезки на каждой станции вести тщательно и неторопливо. Перфокарты многократно описаны (см., напр., Роометс, 1963; Гусельников и Турпитько, 1967). Они уже широко внед- рены в некоторые отрасли физической географии и начинают применяться в комплексных исследованиях (Александро- ва Т. Д., 1964, 1967а). Изображенный на рис. 11 макет (кодо- вая карта) поясняет схему одного из возможных вариантов перфокарт, предназначенных для сопоставления компонентов ландшафта. Карта позволяет делать многочисленные выводы о существующих в нем корреляциях. Карта предельно нагру- жена, хотя все-таки 14 отверстий оставлены в резерве. Чистое поле перфокарты занято некоторыми общими данными и таб- лицами, показывающими ранжировку количественных компо- нентов. Для увеличения емкости перфокарты помимо прямого ключа применены ключи треугольный и 1—2—4—7. При обра- ботке массивов до 1000 карт (толщина пакета ~ 20 см) его удобно обрабатывать вручную. При больших массивах прихо- дится держать карты в нескольких пакетах, имея для каждого отдельный селектор, или применять машинную обработку кар- тотеки. На машинную обработку переходят и тогда, когда фикси- руемых данных слишком много или когда чрезмерное примене- ние комбинационных ключей делает расшифровку слишком сложной. В этом случае применяются щелевые, суперпозицион- ные или комбинированные перфокарты, описанные в специаль- ных руководствах. Их преимущество заключается в том, что на них покрыта отверстиями почти вся поверхность карты. Их недостаток — незначительное чистое поле, остающееся для общих данных, крок или микрофотографий. Иные вопросы приходится решать при стационарных иссле- дованиях (Арманд Д. Л. и др., I960). Здесь первая трудность возникает при расположении точек наблюдения. Если хотят, чтобы стационар был репрезентативным по отношению„к зна- чительному региону, то необходимо сперва его прорайониро- вать, чтобы убедиться, что выбранное для стационара место на- ходится в одном из типов ландшафта, наиболее часто встре- чающихся в регионе. Затем нужно произвести более крупно- масштабное районирование территории стационара (М 1:5000 1:10 000) для выбора типичных точек наблюдения. Во внима- ние должны приниматься все условия, которые впоследствии будут влиять на фиксируемые данные, включая такие физпче- 66
ские факторы, как наличие ветрозащиты, затененности, подтоп- ляемости и т. д. Последнее особенно важно при анализе по- движных сред: воды, атмосферы, энтомофауны, которые не долж- ны испытывать никакого специфического внешнего воздействия. Когда целью исследования является учет факторов, которые заведомо меняются на малых пространствах и не могут быть охарактеризованы какой-либо одной цифрой, кроме средней, к таким факторам должен применяться закон больших чисел и правила случайной выборки. Самый добросовестный наблю- датель поддается тенденции, диктуемой практической целью или подтверждающей его гипотезу, и невольно выбирает уча- сток луга с самой высокой травой, или участки поля, наибо- лее эродированные водороинами, или сторону бархана с наи- более выраженной песчаной рябыо. Во избежание ошибок, за- висящих от личности наблюдателя, следует выделенную пло- щадку разделить, скажем, на 100 квадратов, занумеровать их по порядку и выбрать номера по таблицам случайных величин. Обычно затруднения вызывает установление повторности на- блюдений. Повторность зависит от неоднородности выбранной площадки, но в среднем можно пользоваться следующим при- ближенным правилом (Плохинский, 1961, стр. 128—133). Коли- чество повторностей должно равняться: /2 (2.4) k2 где t — показатель вероятности безошибочных суждений, k — показатель точности. Величина t устанавливается по следую- щей табличке. Если желательно получить вероятность: Р = 0,95; 0,99; 0,999, то надо взять t = 1,96; 2,58; 3,30, k при обычных исследованиях принимают 0,3—0,5, при исследованиях средней ответственности 0,1—0,3, при особо ответственных <0,1. Например, если принять АС А А А Г~ 1,962 к-0,5 и Р = 0,95, то п,——------~ 15. 0,52 Планировать наблюдение надо не только в пространстве, ио и во времени. Географические явления, как правило, испытыва- ют флуктуации, причем флуктуации ведущих компонентов отзы- ваются на ведомых. Реакция ведомых может быть или мгновен- ной или замедленной. Например, при сильном осеннем ветре ли- стовой опад увеличивается сразу. Наоборот, при ранних замо- розках он увеличивается через несколько дней или недель. Со- ответственно при выяснении влияния климатических факторов на опад надо планировать фиксацию ведомого фактора с уче- том выдержки времени. Ландшафтоведу часто приходится иметь дело с малыми вы- борками: или прослеживаемое явление редко само по себе, или 3* 67
для достаточных наблюдений не было времени, или в распо- ряжении исследователя было ограниченное пространстве. Од- нако, если наблюдение ценное, им не надо пренебрегать. В ма- тематической статистике есть теория малых выборок, которая указывает, в каких случаях и пределах можно получить из них информацию с данной степенью вероятности. Хотя информатив- ность их невелика, но все же она позволяет получить возмож- ные сведения, не рискуя попасть в объятия фантазии (Бейли, 1964, стр. 65—66). Часто наблюдения имеют сравнительный характер. Выби- рают два объекта, отличающихся каким-либо одним признаком при наибольшем возможном равенстве всех остальных. Затем наблюдаются различия в процессе развития, которые, естест- венно, приписываются влиянию отличающегося признака. Этот способ плох тем, что подобрать объекты, вполне одинаковые во всех прочих отношениях, очень трудно и тем труднее, чем круп- нее объект. Например, часто сравнивают залесенный и безлес- ный бассейны с целью выяснения влияния леса на сток. Но по- добрать два бассейна с одинаковым рельефом, осадками, грун- тами и т. д. почти невозможно. Поэтому результаты опытов теряют убедительность. В этом случае можно порекомендо- вать подобрать, скажем, 10 бассейнов, 5 — лесных и 5 — бес- лесных, пусть даже значительно различающихся, и сравнения производить по взвешенным средним. При таком подходе мож- но рассчитывать, что случайные отклонения взаимно погасятся и влияние леса выявится ярче. Подбирать пары малых объек- тов, например, степных западин, отличающихся только глуби- ной, с целью определить их влияние на поглощение воды зна- чительно легче. Наиболее важен сравнительный метод при эксперименте. Географическим экспериментом мы будем называть наблюдение над природным объектом, у которого искусственно изменены одно или несколько свойств. Во всяком эксперимен- те сравнение само собой подразумевается* — сравнение с конт- ролем, т. е. с неизменным объектом. В данном случае подбор пары облегчается, так как один и тот же объект можно исполь- зовать сперва в качестве контроля, потом в качестве опыта. Такая замена широко практикуется. Теория географического эксперимента не разработана, ио к нему приложимы многие положения, справедливые для физи- ческих и биологических экспериментов (Величко и др., 1960). Среди этих положений важнейшее: при эксперименте, по- ставленном для выявления простой взаимосвязи, надо пре- следовать только одну цель, проверять только одну причину изменений. Результаты таких экспериментов бывают наиболее отчетливыми. Если выясняемые факторы в какой-то мере влияют друг на друга, опыт получается не чистым и разо- браться в его'результатах бывает трудно. 68
Иное дело — эксперимент, который имеет целью выяснение сложных взаимодействий. Он ставится в заведомо осложнен- ных условиях действия зависимых факторов. Такие многофак- торные опыты в ландшафтоведении могут встретиться чаще, чем в других науках. Например, если изучается влияние дож- дя на смыв грунта, то создается искусственный дождь разной продолжительности т и разной крупности капли п, которые то- же частично зависят друг от друга, и изучается их влияние на размыв. Опыт повторяют N раз при разных параметрах дож- дя. Результаты, будучи нанесены на вариаграмму в поле «про- должительность — размер капли», дадут N mNn точек, ложа- щихся вдоль эмпирической кривой. Можно осложнить опыт, бе- ря грунты разной крупности р. В этом случае получится NmNnNp точек и целое семейство кривых. Их анализ позволит сделать выводы относительно воздействия на процесс всех уча- ствующих факторов (Бейли, 1964, стр. 164, 165). При балансовых измерениях опыт нужно обдумать таким образом, чтобы измерению подвергались все приходные и рас- ходные статьи или по крайней мере все минус одна. В против- ном случае баланс нельзя замкнуть и исследование лишается большей части своего значения. Так как все элементы природ- ных балансов изменяются во времени и, как правило, не син- хронно, то они должны быть приурочены к одному моменту или к началу и концу определенного периода. Часто, особенно при мелкомасштабных исследованиях при- ходится первичные данные собирать с готовых карт. Этот спо- соб основывается на доверии «вторичного» исследователя к «первичному», к составителю карты. Поэтому надежность ис- точника очень важна. Не менее важно убедиться, что состави- тель карты подразумевает под пунктами легенды то самое, что нужно для дальнейшего исследования. К сожалению, у многих карт принципы й методика составления легенды изложены не- достаточно ясно. Наконец, важно следить за тем, чтобы карта соответствовала современному состоянию наиболее динамичных компонентов ландшафта, за исключением тех случаев, когда нуждаются именно в историческом материале. При получении данных, распределенных по неоднородной тер- ритории, необходимо взвешивать точки, приходящиеся на каж- дый пункт легенды, или отбирать данные с точек, размещенных н узлах сети равных прямоугольников. Следует помнить, что отобранные таким образом данные всегда содержат системати- ческую ошибку за счет дискретности карты. При любой легенде типы ландшафта на карте резко отличны между собой и абсо- лютно однородны в своих пределах, что в природе никогда не встречается. Искусственная дискретность необходима для даль- нейшей статистической обработки, которая по необходимости имеет дело лишь с конечными величинами и конечными качест- венными разностями. На аэро- и космических снимках первой 69
стадией исследования является дешифрирование, при котором континуальное изображение преобразуется в дискретное, хотя и сохраняет возможность дальнейшей детализации выделенных регионов. § 2.3. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНЫХ ДАННЫХ Первичные данные должны быть обработаны, систе- матизированы, приведены к виду, удобному для получения вы- водов. Записанные в полевых дневниках, на бланках, перфокар- тах или в журналах наблюдений, они одинаково бесполезны и годятся разве что в качестве хранилища информации. Они пред- ставляют собой руду, добытую, но не переплавленную и загро- мождающую территорию в ожидании переработки. Существует много способов систематизации первичных дан- ных. Традиционным является способ превращения их в карты. Он ни в коем случае не утратил своего значения, хотя рядом с ним выросли новые мощные способы обработки собранных сведений. С математической точки зрения картографический метод состо- ит в расположении добытых фактов на бумаге в порядке геогра- фических координат. Прогресс картографии, разработка спосо- бов показа на картах плотности, встречаемости, динамики яв- лений, пространственных отношений в функции времени и т. д. заново возводят картографический метод в ранг основного ме- тода географии. Комбинированный метод, метод учета координат и альтитуд, приводит к профилям или разрезам (я полагаю, что употребле- ние третьего термина — «транссект» является излишним). Этот способ систематизации является комплексным по самому своему существу, специально ландшафтоведческим. Он позволяет сов- местно изображать различные компоненты ландшафта и в этом отношении имеет больше возможностей, чем картографический. Позднее о нем будет сказано в главе 7. Карта подходит преимущественно для экспедиционных работ, профиль — в равной мере для стационарных. Но последние нуж- даются также в разнообразных табличных методах системати- зации. Первичные данные записываются в каком-либо опреде- ленном порядке. Если они ранжируются по интенсивности про- цесса, то располагаются в таблице в порядке его усиления или ослабления. Если они размещены в пространстве, то их удобно выписать по квадратам слева направо и сверху вниз. Если они ранее распределены на группы (например, животные и расте- ния), то описываются в систематическом порядке. Если они сле- дуют друг за другом во времени, то даются в хронологической последовательности. Наконец, если они не поддаются система- тизации ни по одному из этих признаков, то выписываются по алфавиту мест нахождения или в порядке номеров. Во всех слу- 70
чаях порядок должен служить цели быстрого нахождения нуж- ного данного, а при ранжировании — для определения его веса, роли,сравнительного значения. Для многих данных, особенно климатических и гидрологиче- ских, записываемых в количественной форме', обязательным эле- ментом обработки является подсчет различных средних — чаще всего арифметических, но иногда также и квадратичных, геомет- рических, гармонических, мод и медиан. Для специальных целей требуются терцили, квартили и более мелкие части совокупно- стей. При обработке стационарных наблюдений большую роль иг- рают графики. Ничто'не может лучше подготовить материал к по- лучению заключений, как наглядно выполненный график процес- са. Самая простая форма графиков — столбиковые диаграммы, гистограммы. При их построении по оси абсцисс откладывается расстояние, или время, или градации ведущего фактора. На со- ответствующих отрезках строятся столбики, высота которых про- порциональна средней величине функции на данном интервале. Если желательно соединить несколько столбиков в один, то он строится широким, пропорционально числу объединенных интер- валов, а высота его берется равной средней высоте столбиков, которые он заменяет. Часто бывает нужно изобразить ход процесса не на интерва- лах, а непрерывно, в каждой точке. В этом случае строится ва- риационная кривая. Иногда она имеет вид пилы и случайные отклонения ее столь многочисленны, что за ними трудно усмот- реть основную тенденцию (тренд). В этом случае кривую надо спрямить, обобщить, срезать случайные отклонения. А. С. Дев- дариани разработал специальный метод спрямления кривых (Devdariany, 1972, стр. 125), позволяющий отличить случайные отклонения от содержательных. Если точки ложатся согласно математическому ожиданию, то можно бывает вычертить кривую распределения. При этом важ- но установить, приближается ли кривая к нормальному (кривая Гаусса) или биномиальному распределению или распределению Пирсона (рис. 12, А—В). Это имеет значение для выяснения за- кономерностей изучаемого явления. Кроме того, разные распре- деления обладают разными возможностями дальнейшей стати- стической обработки (Смирнов Н. В. и Дунин-Барковский, 1965, стр. 11—17). Наиболее удобно в этом отношении нормальное распределение, характерное для большинства статических сово- купностей. Распределение Пирсона встречается в процессах, по- степенно развивающихся, но резко обрывающихся или наоборот. Наконец, биномиальное распределение наблюдается всегда, когда в результате процесса возможны два исхода («орел или решка»). Когда порядок распределения не играет роли, а важ- но только абсолютное значение дат (значений признаков), вы- черкивают огиву, где все даты располагаются в порядке возра- 71
Рис. 12. Кривые распределения. Л — нормальное (Гаусса), Б— биномиальное, В — асимметричное (Пирсона), Г — огива, Д —кумулята. Нормальная кривая оборвана на ±3ст. Огива вычерчена для нормаль- ной кривой в том же масштабе. На кумуляте показан способ нахождения медианы и квартилей стания (рис. 12, Г). Огива представляет как бы кривую распре- деленйя, сдвинутую вправо до вертикальной стенки и к ней при- жатую. В тех случаях, когда надо найти медиану, квартили или любой интервал аргумента, рационально построить кумуляту, называемую также кривой обеспеченности или интегральной, ор- динаты которой пропорциональны накопленным частотам вариа- ционного ряда (рис. 12, Д; Плохинский, 1961, стр. 54-55). Ку- муляту часто вычерчивают вместо кривой распределения, но распределение на ней как раз выступает в скрытом, завуалиро- ванном виде. Особой группой кривых являются изоплеты, представляющие значения какой-либо величины в поле Двух других независимых величин. Наиболее распространены трпоизоплеты, где зависимая величина изображается в поле расстояние — глубина' (или вы- сота), и хроноизоплеты, где она дается в поле время — глуби- на (рис. 13). Иное соотношение трех величин передается тре- угольными диаграммами. Для них необходимо условие, чтобы сумма трех элементов всегда составляла 100%. Положение точ- ки в треугольном поле указывает, какую долю в ней занимает каждый из трех элементов (рис. 14). Круговые секторные диаграммы применяются каждый раз, когда результаты наблюдений даются в процентах. Их содержа- тельность увеличивается, если кругам придается плоЩадь, про- порциональная общему числу или сумме дат. Вообще среди гра- 72 Рис. 13. Хроноизоплеты влажности почвы р функции времени и глубин: (по Афанасьевой, 1966, стр. 81). Цифры у изолиний — влажность в процентах, римские внизу — месяц, наверху — гистограмма осадков и кривая температур
фических изображений широко распространен метод показа от- носительных величин, даваемых в долях единицы, или в процен- тах от суммы, или в процентах от какой-нибудь другой харак- терной величины, например от средней. Такие относительные ве- личины называются нормированными. Количество графических методов обработки первичной ин- формации может быть значительно увеличено. Помимо выше- Рис. 14. Треугольная диаграмма компонентов луговой растительности (по Ткаченко, 1956, стр. 208). Значки с цифрами: треугольники — пастби- ща, прямоугольники — залежи указанных основных множест- во новых методов может явить- ся в результате изобретатель- ности исследователей. В каче- стве примера укажу на рис. 15, где оригинально разрешен во- прос показа кормовых и проти- воэрозионных достоинств раз- личных угодий ключевого уча- стка. Много полезных указаний по обработке первичных мате- риалов можно найти в книгах Л. А. Бызова (1940) и К. Ф. Шмида (1960). Одним из необходимых средств подготовки первичных данных для использования яв- ляется математическая стати- стика. Вопрос этот рассмотрен в моей ранней статье (Арманд Д. Л., 19496), а пример упот- ребления статистики для физической географии дан год спустя (Арманд Д. Л., 1950). Статистика при всех достоинствах имеет недостаток. Она ме- ханистична, не анализирует материал, который обрабатывает. Правда, в ней есть прием отсекания отскочивших точек, но это- го мало. Все остальные точки, удовлетворительно пцпадающие в рой, считаются равноценными. Случайные отклонения их не взвешиваются и не объясняются. Таким образом, статистические методы, хотя они совершенно необходимы при географических исследованиях, являются довольно грубыми. Т. Д. Александрова (1969, стр. 46) жалуется, что ландшафт- ные объекты слишком сложны для статистического обследова- ния, что данных, подходящих для обработки, собрано пока ма- ло и самые понятия ландшафтоведения недостаточно формали- зованы. Поэтому статистические методы в ландшафтоведеиии используются еще очень слабо. Но за немногие годы, прошед- шие после опубликования этой статьи, положение существенно изменилось, чему способствовали и работы самого автора (Алек- сандрова Т. Д„ 19676, 1969 и др.). Только на участке формали- зации продвижение пока незначительно. 74
В последние годы появилось значительное количество геогра- фов, применяющих статистику, выпускаются даже целые сбор- ники, целиком основанные на статистических исследованиях, как, например, «Топология степных геосистем» (1970). Правда, ландшафтоведы при этом обычно идут не дальше анализа дву- сторонних межкомпонентных связей. Но такой подход на первых порах резонен. Опасность, мне ка- жется, в другом: ланд- шафтоведы, увлеченные мощным аппаратом мате- матической статистики, начинают видеть в ней са- моцель и, выведя кучу ко- эффициентов корреляции, успокаиваются на этом, как будто результат, к ко- торому они стремились, уже достигнут. Между тем получен только полуфаб- рикат. Методы статистики не раскрывают никаких истин, они ничего не гово- рят о причинах взаимо- связей, о структуре ланд- шафта, о направленности влияний. Они только ука- зывают путь поиска: здесь надо искать закономер- ность, а вот этот путь — ложный, на него не стоит тратить силы. Они подоб- ны охотничьей собаке — наводят на след зверя, иногда даже могут за- гнать его на дерево, но спять его оттуда вое же должен охотник, и притом 80 70 t I 60 § 50 § 40 £ J0 £ 20 10 Сенокосы (Q) Пастбища । ) Залежи Разнотравье Бобовые и сорняки \5^3лаки Категории густоты травостод ______________________I 10 20 30 40 50 60 Хорошие нормовые растения Рис. 15. Комплексная диаграмма ко- личественной оценки свойств естественных кормовых угодий в эрозионных районах (по Ткаченко, 1956, стр. 210). Цифрами обозначены номера пробных площадок, привязанные к карте местности другими средствами. В данном слу- чае речь идет о «снятии» с помощью других математических и физических дисциплин или с помощью содержательного геогра- фического анализа, раскрывающего скрытый механизм процес- сов. Впрочем, это относится только к теоретическим исследова- ниям. В прикладных целях установление коэффициента корре- ляции или регрессии может быть достаточным завершением ис- следования. Наиболее употребительной статистической величиной являет- ся коэффициент корреляции, указывающий на тесноту и направ- ление прямолинейной связи. На рис. 16 показаны различные слу- 75
чаи корреляции. Чем ближе рой точек к прямой линии, чем бо- лее он вытянут и чем ближе к биссектрисе координатного угла, тем теснее связь двух факторов (признаков) х и у. Который из них считать аргументом, а который функцией — безразлично. Выбор решается не математическими методами, а здравым смыслом и зависит от того, какой фактор является ведущим, а какой ведомым. А — прямая корреляция; Б — постоянное значение при любом х; В — обратная корреляция; Г — отсутствие корреляции брежного применения коэффициентов При составлении мат- рицы коэффициентов кор- реляции для ряда компо- нентов ландшафта пред- ставляет интерес их сум- мирование по линии наи- более тесных связей. Этот прием имеет значение при составлении моделей ландшафта или геоси- стем (Александрова Т. Д., 1969, стр. 59). Варна- или коррело- граммы, являются видом графического изображе- ния, позволяющим совме- щать упорядоченное явле- ние, выражаемое линией регрессии, с точным опи- санием первичных дан- ных, к которому иногда приходится возвращаться, если исследователь хочет проверить их происхожде- ние или обоснованность выводов. Следует предостеречь исследователей от не- корреляции. ’Их можно применять только при следующих условиях. 1. Если зависимость прямолинейная, т. е. рой точек вытянут вдоль прямой. 2. Если распределение нормальное, т. е. точки ложатся со- гласно кривой, изображенной на рис. 12А. Есть и еще некоторые требования к распределению, исполь- зуемому для вычисления коэффициента корреляции. Если все требования выполняются, форма роя точек приближается к эл- липсу. Но что сделать, если точки ложатся вдоль кривой, например, так, как показано на рис. 17? В этом случае приходится прибе- гать к регрессионному анализу. Коэффициенты регрессии мож- 76
но вычислить и для прямолинейной зависимости, отдельно для х но у и для у по х. Они будут равны тангенсу и котангенсу угла наклона линии регрессии. При криволинейной регрессии строят эмпирическую кривую регрессии по средним значениям одного из факторов, затем ее сглаживают (выравнивают) до наиболее подходящей к ней ана- литической кривой, например экспоненты, параболы, гиперболы и т. п. Очевидно, что ее наклон к осям координат в каждой ее точке будет разным. Конечно, его можно высчитать для любого заданного значения, но по отношению к кривой в целом ограни- чиваются ее уравнением, т. е. определением коэффициентов при текущих координатах и при показа- телях степени и т. д. Иногда удает- ся криволинейную регрессию приве- сти к прямолинейной, заменив одну из функций на ее логарифм или ко- рень. Такая замена всегда жела- тельна (Бейли, 1964, стр. 132). Аналитическую кривую можно подобрать, пользуясь методом наи- меньших квадратов. Но часто для этого применяют различные упро- щенные приемы или проводят кри- вую иа глаз. Правильность выбора зависит в этом случае от глазомера и опытности исследователя. Регрессионный анализ показы- вает, как изменяются приращения (или убывания) одной функции при изменении другой, возрастают ли они при ее увеличении или умень- Рис. 17. Криволинейная регрессия, апроксимируемая па- раболой х = г/ . Коэффициент регрессии для точки М; у по x-.^tga., X П0У1- Cig а шении и какими темпами. В поле двух факторов можно расположить качественный тре- тий. Количественный можно изобразить только приемом, ука- занным на рис. 15. Это возможно, если вариаграмма отвечает не на вопрос, как себя ведет у при данном изменении х, а как располагается результирующий фактор в реально существую- щем поле ху. Если, например, х—средние годовые температу- ры, а у — годовые суммы осадков на некоторой территории, то на вариаграмме может быть показано расположение раститель- ных зон при определенных сочетаниях указанных двух факторов (Арманд Д. Л., 1950). Надо быть уверенным, что при замене эмпирических кривых аналитическими, отклонения первых от вторых случайны, а не закономерны. Для этого служит критерий х2 (2-5) где f — эмпирическая частота, f'— теоретическая частота. 77
Под частотой подразумевается число случаев попадания функции в определенный интервал значений. Вычисленную величину %2 сравнивают с величинами, давае- мыми в таблицах для трех значений вероятности того, что рас- хождение эмпирической и теоретической кривой не случайно (Плохинский, 1961, стр. 350; Бейли, 1964, стр. 262; Смирнов и Дунин-Барковский, 1965, стр. 469). Если %2 меньше значения, указанного в таблице, значит, все обстоит благополучно, если больше — теоретическая кривая не подходит и ее надо заменить па другую. Если связь с данной кривой ранее доказана други- ми опытами, значит, в ряду дат допущены ошибки, например, включены даты, не относящиеся к данному явлению. Статистические связи между природными факторами могут по-разному и с различной теснотой проявляться на территориях разного масштаба. Так, на большом пространстве явно сказы- ваются зональные связи, например, между почвами и расти- тельностью. Сосна растет на песчаных и щебнистых почвах умеренного пояса, но па мелких участках, окруженных сосновы- ми борами, она вырастает и на болоте и на черноземе. Таким образом, каждая корреляция имеет характерный масштаб про- явления, и с этим надо считаться при вычислении корреляци- онной зависимости. На фоновые корреляции накладываются локальные вариации, иногда совсем иного происхождения. То же относится и к регрессиям (Бойчук и Марченко, 1968, стр. 17). Следующим шагом в использовании статистики является дис- персионный анализ. Он отвечает на очень важные вопросы (Пло- хинский, 1961). 1. Какая доля влияния на результирующий фактор объяс- няется действием «организованных», т. е. изученных, причинных факторов и какая остается на долю факторов «случайных», т. е. неизвестных? 2. При наличии нескольких причинных факторов каков про- цент участия каждого из них в колебаниях результирующего фактора? 3. Каково совместное влияние нескольких причинных факто- ров, больше оно или меньше, чем сумма влияний каждого из них в отдельности? Первостепенная важность этих вопросов для ландшафтоведе- ния очевидна. К сожалению, применение дисперсионного анали- за ограничивается обязательным условием прямолинейности корреляций (Александрова Т. Д., 1969, стр. 59). Большое значе- ние этот вид анализа имеет для планирования экспериментов (Бейли, 1964, стр. 169). Родственные с дисперсионным цели преследует факторный анализ (Жуковская, 1964). В ходе его вычисляются коэффици- енты корреляции множества признаков, взаимодействующих в какой-либо области. Они выписываются в виде матрицы, и по 78
ней определяются факторы, с которыми наиболее тесно корре- лирует большинство прочих. Затем вычисляется влияние не- скольких таких интегральных факторов на остальные. Этим пу- тем дается указание на главные причинные связи, раскрытие ко- торых может оказаться результативным. Таким образом, при дисперсионном анализе исследуется вли- яние отдельных факторов на немногие результирующие, при факторном — влияние немногих причинных на ряд разнообраз- ных признаков среды. Наконец, полихорический анализ позволяет определить тес- ноту связи между качественными признаками, например, между видами деревьев и видами почв, между горными породами и ти- пами рельефа, между загрязненностью воздуха вредными при- месями и заболеванием населения и т. д. Полихорический пока- затель связи р в отличие от коэффициента корреляции всегда положителен и изменяется от 0 до 1 (Плохинский, 1961, стр. 181). Статистическое упорядочение первичных данных обычно ве- дется в таком порядке: составление нормального распределе- ния— корреляционный анализ — регрессионный анализ — дис- персионный, факторный анализ. Разумеется, можно бывает за- кончить исследование на каждом из этих этапов. § 2.4. ЭМПИРИЧЕСКИЕ ОБОБЩЕНИЯ Когда информация собрана, систематизирована и предстоит перед исследователем в виде, скажем, ранжирован- ной таблицы или вариаграммы, начинается самая интересная, самая творческая часть работы — получение выводов, обобще- ние. Но часто, потому ли что в исследовании не хватает проме- жуточных звеньев, или исследователю недостает логического мышления, или потому что перед ним стоит практическая цель к его не интересует механизм явления, он не объясняет его, а ограничивается констатацией того, что было на входе и что по- лучилось на выходе. Этой связи исходных данных с результатом обычно придается математическая форма. Например, по точкам вариаграммы подбирается теоретическая кривая и определяется ее формула. По пей становится возможным определить проме- жуточные значения явления, в том числе и никогда не наблю- давшиеся. «Предполагая, что найденная эмпирическая схема охватывает не только уже исследованные случаи, но и те, ко- торые могут быть, можно по найденной схеме и исходным дан- ным предсказывать поведение системы или по одним характери- стикам находить другие» (Смирнов В. А., 1964, стр. 47). Решая задачу о возможных отклонениях в величине средних паводков рек Европейской территории СССР, Д. Л. Соколовский дает эмпирическую формулу: 79
Cv~a 4-0,0631g(F +1), (2.6) где Cc —коэффициент вариации, равный квадратичному сред- нему стоку, умноженному на 100 и деленному на арифметиче- ское среднее, F— площадь бассейна, а — коэффициент, опреде- ляемый по изолиниям на составленной автором карте. С. Н. Крицкий и М. Ф. Менкель, решая ту же самую задачу, дают другую формулу: где А — географический параметр, точно так же нанесенный на карту. М. А. Великанов (1948, стр. 391—392), ссылаясь на указан- ные работы, замечает, что обе формулы одинаково осредняют эмпирические точки и, следовательно, удовлетворяют поставлен- ной цели — определить возможные колебания расходов рек и тем дать основу для расчета пролетов мостов, плотин и водоза- боров. При этом авторы не задаются целью дать физическое объяснение явлению и даже помещают основной фактор, пло- щадь бассейна, один — в формуле (2.6) — в числителе, другие — в формуле (2.7) — в знаменателе. Изменения осадков, проницае- мость грунтов, скорость добегания, т. е. рельеф и раститель- ность, и другие истинные факторы, влияющие на С„ , в явном виде в формулах не фигурируют. Эмпирические выводы всегда предполагают наличие черного ящика. Тем не менее они очень полезны или как временная мера вплоть до выяснения физиче- ского объяснения явления, или как сознательное упрощение, когда такое объяснение оказывается ненужным. Для выведения эмпирических формул (а тем более теорети- ческих) недостаточно знать математику. Прежде всего надо знать географию. Иначе очень легко нечаянно прийти к несураз- ным выводам (Червяков, 1966, стр. 5). Обычная ошибка состоит в том, что проверяют только средние, наиболее часто встречаю- щиеся случаи. Если они сходятся с действительностью, то па этом успокаиваются. Между тем при подстановке экстремальных значений аргументов и параметров и тем более при малейшей попытке экстраполировать явление за пределы опытов получа- ются явные нелепости, что служит доказательством того, что формула работает только на определенном интервале. Без пони- мания содержательной сути явления это уловить невозможно. Для выведения эмпирических формул надо иметь смелость абстрагироваться от второстепенных факторов и ийтуицию, что- бы отличать их от первостепенных. Без этого затрачивается бес- конечно много времени на изучение влияния каждого фактора, чрезвычайно осложняется их статистическая обработка, и в ре- зультате получается формула со столь большим числом парамет- ров, что она теряет практический смысл. Для примера сошлюсь 80
на уже упоминавшуюся свою работу с лесными полосами (Ар- манд Д. Л., 19616, стр. 118). В начале ее я принял следую- щие допущения: 1) дождь начинается и кончается на всем водо- сборе одновременно, 2) в течение дождя по всей площади водо- сбора его интенсивность постоянна и равна средней, 3) микро- рельеф, растительность и почвы на всем водосборе одинаковы, 4) уклон между двумя соседними полосами постоянен и равен среднему, 5) полосы параллельны друг другу и направлены по- перек склона, 6) водопроницаемость почв за время дождя не меняется и сохраняет минимальное значение. При всем том я получил чрезвычайно «рогатую» (выражение Д. И. Менделеева) полуэмпирическую формулу (2.2) и сожалел, что принял слиш-х ком мало допущений. Географическая действительность слиш- ком сложна и многогранна, чтобы ее можно было без серьезных упрощений передавать математическим языком. Но в то же вре- мя математический язык настолько гибок и разнообразен, что грех его ие использовать для выражения хотя бы основных гео- графических закономерностей. В. С. Преображенский пишет—ч (1972а, стр. 126), что «кое-кому начинает казаться, что материи и не было, а были одни уравнения». Я думаю, что это происхо- дит от того, что мы еще смотрим на уравнения, как неопытный конькобежец на коньки — и неловко, и опасно, в общем без них много проще. Но стоит овладеть уравнениями, стоит почувство- вать себя с ними фамильярно, и мы сразу увидим за каждой буквой формулы реальные реки, дожди, солнечный свет, впиты- вающую его растительность.., а за каждым знаком — реальные связи между ними. И как опытный фигурист, мы убедимся, что коньки открывают возможность таких фигур, которые на льду без них невозможны. Из математических дисциплин в эмпирических формулах бо- лее всего применяются алгебра и тригонометрия. Кстати, под алгеброй теперь понимаются любые знаковые системы, сопро- вождаемые правилами обращения с ними (Сойер, 1967, стр. 67). Это чрезвычайно расширяет возможности применения алгебры для географии и подтверждает мои сомнения о якобы недоста- точности для этого существующего математического аппарата. Вслед за алгеброй находят себе применение дифференциальные и интегральные уравнения. Как на пример применения статистики можно указать на ис- следование зависимости ряда явлений в геосистемах от солнеч- ной активности (Дружинин, 1968). Располагая по одной оси тет- рахорической сетки годы с изменением солнечной активности ( + ) и годы без ее изменения (—), а по другой — соответствую- щие годы с переломами хода земных явлений, автор выясняет затем количество совпадений плюсов и минусов, подсчитывает X2, сравнивает с табличными значениями и получает вероят- ность неслучайного совпадения более 95,5%. Это является до- казательством действительной связи. Этот пример служит хоро- 81
шим образцом того, как с помощью эмпирического исследова- ния «загоняют зверя на дерево». Факт установлен, но не объяс- нен, теперь дело теории — найти ему разумное объяснение. Эмпирические уравнения являются моделями физико-геогра- фических процессов, но они моделируют только внешние свой- ства геосистем. Из свойств оригинала они берут только то, что видно на входе и выходе системы. Они воспроизводят оригинал, как игрушечный автомобиль с пружинным заводом воспроизво- дит настоящий — внутренний механизм не имеет с ним ничего общего, он только ездит, как настоящий. Для некоторых целей этого достаточно. Но полноценной моделью, безусловно, являет- ся только модель теоретическая, в случае с автомобилем — при- водимая в движение упрощенным двигателем внутреннего сго- рания. Большой интерес вызывает вопрос об оптимизации. Констру- ирование оптимальных моделей ландшафта все чаще выдвигает- ся как основной практический вывод ландшафтовсдения. При его осуществлении многие возлагают надежды на электронно- вычислительные машины. В. С. Михеева дает рецепт, базирую- щийся на эмпирическом подходе (1971, стр. 86): надо разбить систему на ряд сравнительно простых подсистем (их проще мо- делировать). Рассматривая каждую из них как самостоятельную, создать для них оптимальные схемы. Затем состыковать выход каждой со входом следующей и таким образом собрать боль- шую систему, которая автоматически окажется оптимальной. Не говоря уже о том, что сомнителен последний вывод — си- стема из цепочки оптимальных подсистем может оказаться да- леко не оптимальной, здесь совершенно обойден главный во- прос — вопрос о цели оптимизации. Оптимальная — значит са- мая лучшая. Но для кого и для чего лучшая? Одно дело ланд- шафт, наилучший с точки зрения сохранения девственной при- роды, другое — производства наибольшей биомассы, третье — максимального развития промышленности, четвертое — созда- ния наилучших условий для отдыха населения. Опять же вопро- сы прогнозирования: проектируется ландшафт па 10 или на 100 лет? Не решив этих вопросов, нечего приступать к оптими- зации. А решить их можно только на теоретическом уровне, только дедуктивно, с учетом ряда экологических, экономических и социальных соображений, а никак не снизу вверх. Более того, решение находится не математическими методами. Уже после выбора решения, после того как будет доподлинно известно, че- го мы хотим, можно будет выработать алгоритм и запустить его в ЭВМ, которая и доведет его до конкретных решений. § 2.5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОБЩЕНИЯ Теоретическим называется такое обобщение, при кото- ром какое-либо явление разлагается на ряд более простых фи- 82
зических законов и аксиом. В пределе оно всегда сводится к по- ложениям, выражаемым математическими формулами. «Природа не математика» — эта в сущности не слишком глубокомысленная формула в конце XIX и первой половине XX века производила па географов гипнотизирующее действие и давала им возможность a priori отвергать всякие попытки применения математических методов для объяснения природных явлений. В. С. Преображенский думает, что такое отношение сложилось потому, что математический анализ и аналитическая геометрия действительно были для этого недостаточны (1972а, стр. 117). Это верно. Но кто же заставлял естествоиспытателей ограничиваться этими науками? Ведь тогда уже существовала математическая статистика, теория вероятности, буллева алгеб- ра, т. е. как раз те отрасли математики, которые сейчас дают наиболее плодотворные результаты и в физической географии, и в биологии. Очевидно, корифеи естественных наук просто нс знали, как их применить к делу. Только немецкий географ Георг Герланд в одиночестве отстаивал ту точку зрения, что jcnex физической географии зависит от восприятия ею матема- тических и геофизических методов. Географы явно были не гото- вы воспринять его взгляды. Природа, конечно, не математика, хотя бы потому, что она материальна. Гораздо ближе к изучению природы стоит физика. Но в основе всех физических событий и проявлений лежат ма- тематические законы. Я бы сказал, что математика — это пу- стой каркас, канва без вышивки, но, когда природа начинает вышивать свои узоры, они могут ложиться только по ячейкам этой канвы. Нельзя понять узор, не зная структуру канвы. Вот почему говорят, что математика — «главный источник представ- лений и признаков, на основе которых зарождаются новые тео- рии» (Дайсон, 1967, стр. 112). Теперь, конечно, количество красок на палитре ученого силь- но увеличилось. Кроме основных математических дисциплин к его услугам все разделы так называемой конечной математики: теория множеств, векторный анализ, матричная алгебра, теория игр... Затем широкое применение в географии может найти тео- рия графов и теория информации, полезны теория распознава- ния образов, теория размерностей, теория конечных автоматов и даже топология ’. Я уже не говорю про вычислительную тех- нику и сказочную мощь компьютеров, которые сделали возмож- ными целый ряд недоступных прежде операций. В общем гео- графам угрожает скорее растерянность перед обилием методов, голод буридановой ослицы, нежели недостаток математического аппарата. 1 Топология — геометрия непрерывных пространств, выделена в XVIII ве- ке Эйлером. «Топология» Э. Неефа и В. Б. Сочавы — незакономерное прида- ние термину, заимствованному из другой науки, смысла, ие имеющего ничего общего с первоначальным. 83
Особая ценность математики для построения теории заклю- чается «...в умении исключать все лишнее в процессе мышления и в удивительной способности экономить мыслительную работу» (Э. Мах, цит. по Дайсону, 1967, стр. 117). Это умение особенно ценно для физической географии, ибо нигде более нет такого количества «лишнего» материала, т. е. подробностей, затрудня- ющих умозаключения. Математика действительно обладает спо- собностью переводить длинные цепи силлогизмов в выполняе- мые механически преобразования и затем выдавать сразу ко- нечный вывод. Иногда он бывает настолько далек от заложен- ного материала, что производит впечатление неожиданности, и тем не менее можно быть уверенным в его правильности, конеч- но, если предпосылки и само решение были корректными. Когда теоретический вывод получается в результате матема- тических операций или физических соображений, то он бывает выражен па математическом языке. Мы можем изложить его и на простом, словесном языке. Например, периодический «за- кон» географической зональности можно выразить словами: зо- нальность зависит от соотношения тепла и влаги, которое в свою очередь выражается через отношение годовой балансовой раз- ности солнечной радиации к годовой сумме осадков, умножен- ной на скрытую теплоту испарения. Но можно эту же мысль вы- разить и короче: Т R Lr (2.8) где Т — количество тепла, W — количество влаги, R — балансо- вое сальдо солнечной радиации, L — скрытая теплота испаре- ния, г — осадки, Z— наличие зон, » означает «равнозначно». Для ряда целей такой лаконичный способ выражения зако- номерностей имеет преимущества. В настоящее время мало кто из географов ставит себе цель вывести действительно теоретическое объяснение наблюдаемых явлений. К. 3. Стариков (1968), считая, что схематическое моде- лирование является конечной целью изучения физико-географи- ческих процессов, намечает весьма разумный путь ведущих к этому операций. Одно только в них отсутствует: физический ана- лиз изучаемого явления. Поэтому модель его несовершенна, а последняя операция «выводы и заключения» заставляет подо- зревать, что они выведены только на эмпирической основе. Говоря о переходе эмпирической стадии познания в теорети- ческую, В. А. Смирнов (1964, стр. 49) отмечает, что суть этого этапа состоит в таких познавательных процессах, как идеализа- ция, абстракция, гипотеза. В. С. Преображенский справедливо сетует на малое применение в физической географии гипотез (1972а, стр. 122). Часто эмпирический результат, без достаточ- ной проверки в различных условиях, выдается за истину в по- следней инстанции. Это как раз результат исследований, пе до- 64
веденных до истинно теоретических выводов. Здесь мы фактиче- ски имеем дело только с гипотезой. Когда разматывается непре- рывная нить физических взаимодействий, можно с гораздо боль- шей уверенностью ручаться за результат, чем когда в ходе на- ших рассуждений мы перепрыгиваем через ряд черных ящиков. Ошибки при теоретическом обобщении локализуются на вход- ных данных, на предпосылках, на отборе исходной информации, по редко могут случаться на стадии математико-логической об- работки. Это не касается так называемых пуль-гипотез, которые всегда должны иметься у исследователя как при теоретическом, так и при эмпирическом исследовании. Нуль-гипотеза — это предварительное мнение о процессе или явлении, которое исследователь составляет себе до начала их изучения на основа- нии собранных сведений и интуиции. Нуль-гипотеза нужна для того, чтобы спланировать полевое исследование или экспери- мент, призванные подтвердить ее или опровергнуть. В ходе ис- следования ученый должен быть подготовлен к обоим вероят- ным исходам (Бейли, 1964, стр. 44)- Теория вероятностей играет исключительно важную роль в науке. В частности, все географические задачи носят вероятност- ный характер, не отличаясь в этом отношении от обыденных жизненных вопросов (Кац, 1967, стр. 83). Важно, однако, под- черкнуть принципиальную разницу между физической и физико I еографической вероятностью. В физике имеются события, прин- ципиально не познаваемые (по крайней мере так уверяют фи- зики), например, положение электрона на орбите. В физической географии все события, поскольку это касается неорганической материи, происходят в макромире, все разложимы на цепи при- чин и последствий, детерминированы. Здесь переход от уверен- ности к; вероятности носит не принципиальный, а количествен- ный характер. Никто не будет уверять, что в формулах: = 1 (2.9) y=/(x,z)J присутствует элемент вероятности. Это то, что называется од- нозначной причинностью. При определенных значениях аргу- ментов функция не вероятно, а наверняка и совершенно точно будет иметь такое-то значение. В то же время y = f(x, z, и,. . ., тш) (2.10) особенно при наличии обратных связей (х, z, u,. . .,w) = fl(y) (2.II) и при трудности подбора количества уравнений, равного ко- личеству аргументов, может рассматриваться как вероятност- ная задача. Что разница здесь чисто количественная, видно из того, что уравнения (2.9) отличаются от (2.10) только коли- чеством переменных в правой части. Возможность решения за- 85
висит от ее трудоемкости и от прогресса научных методов. С по- мощью ЭВМ многие задачи, решавшиеся до того с помощью теории вероятностей, получили однозначные решения. Таким образом, вопрос о характере детерминизма в отноше- нии неорганического мира ясен. Он действительно становится неясным, когда речь идет о живых существах. Неясно, чем вы- зывается их поведение, их эмоции, их ход мыслей, их реши- мость действовать, направленная на изменения ландшафта. Ведь от них зависит и неживая природа. Физиологи дошли до молекулярного уровня, но, может быть, на нем дело не кон- чается и первичные импульсы восходят к атомному, ядерпому и электронному уровню, где царит пресловутая физическая, квантовая непознаваемость? Теория вероятностей может быть использована для наве- дения географа на принципиально важные соображения. Если, например, некоторое событие должно повторяться по принятой нуль-гипотезе р раз из ста, а оно фактически повторяется р + а или р—а раз, причем а^> 1', то это указывает, что нуль- гипотеза неверна, а может быть, даже наводит на мысль, в ка- ком направлении надо искать правильное решение (Борель, 1964, стр. 36). Очень медленные физико-географические процессы невоз- можно наблюдать на разных стадиях развития, а следователь- но, и трудно вывести умозаключения об их причинах и движу- щих силах. Тут может помочь эргодичность большинства про- цессов, протекающих в ландшафте. Эргодичными называ- ются процессы, протекающие во времени, но обладающие аналогами, распределенными в пространстве и находящимися на разных стадиях развития. Таким образом, чтобы судить о прошлом и будущем эргодичного процесса, следует пронаб- людать его аналоги, находящиеся сейчас в начале и в конце своего развития. Для теоретических выводов весьма важно знать конечную стадию процесса, К чему идет процесс, чем он может канчиться? Мыслимы следующие варианты: 1. Затухающий процесс у — Пгп/(х), например, процесс до- стижения профиля равновесия реки, при котором она прекра- щает работу как эрозии, так и аккумуляции (рис. 18,а). 2. Процесс, идущий «в разнос» у — Нт / (х) , содержащий А" о- СО только положительные обратные связи и неограниченный за- пас вещества. Такой процесс без конца нарастает, пока не кон- чается катастрофой. В естественных земных условиях его пред- ставить себе невозможно, но, что он ие чужд природе, доказы- вают взрывы сверхновых звезд (рис. 18,6). 3. Такой же нарастающий процесс, но располагающий огра- ниченным запасом вещества или энергии. Он безудержно ра- 1 2> читается «много больше». 86
стет, но при исчерпании материала быстро затухает. Приме- ром его являются лавины, обвалы, извержения, нашествия жи- вотных в область, имеющую ограниченные ресурсы питания, и т. и. (рис. 18, в). 4. Процесс, имею- щий сильные обратные связи и поворачиваю- щий вспять, когда они достигнут известной ‘ин- тенсивности. Такой про- цесс работает по прин- ципу Ле Шателье и обладает способностью к саморегулированию. Он типичен для экоси- стем, например для си- стемы хищник — жерт- ва, но встречается и в Р и с. 18. Ход природных процессов. 1 — затухающий, 2 — неограниченно возрастаю- щий, 3 -- возрастающий до исчерпания вещества или энергии, 4 -- саморегулирующийся, с отрица- тельной обратной связью, 5 — ритмический с удли- няющимся периодом. неживой природе, как то: развитие материко- вого оледенения, горо- образование. Процессы эти не имеют опреде- ленного лимита в мате- матическом смысле ело- ва, но колеблются между двумя пределами, например горооб- разование— между уровнем денудационной неустойчивости и ба- зисом эрозии. Графически их можно изобразить в виде синусои- ды (рис. 18, г). Анализ процессов последних двух типов дан А.. Д. Армандом (1966, стр. 87—90; 1971, стр. 16—24). 5. Ритмические процессы с изменяющимся периодом. Обыч- но изменение бывает столь медленно, что его не замечают. Рит- мика этого рода характерна для планетарных процессов. При- мером служат суточные процессы. Сутки медленно удлиняют- ся, и этот процесс прекратится только тогда, когда они срав- няются с годом и Земля навсегда повернется к Солнцу одной стороной. Такие процессы (например, суточное поступление теп- ла) можно обозначить как стремящиеся к некоторой постоян- ной величине r/ = !im f (х). Кривая хода такого процесса вы- х-^-Л ражается уравнением: t/ = sin—• (2.12) Таким образом, неверно утверждение, что «природе свой- ственно саморегулирование» (Полонский, 1963, стр. 11). Оно свойственно только процессам 4-го рода, правда очень рас- пространенным, и до известной степени процессам 3-го рода, если истощение запаса можно считать саморегулированием. 87
2 Метод балансов । < § 3.1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ДЕФИНИЦИИ Начиная с 30-х годов широкая применимость и важ= ное значение метода балансов в физической географии подчер- кивались А. А. Григорьевым (1934, 1966 г.; 1958, 1966 д), в последние годы его жизни — совместно с М. И. Будыко (1965, 1966в). С 40-х годов метод балансов разрабатывался также мною (1947; 1949 в, стр. 72—74; 1967, стр. 11 —16; 1968, стр. 27—30). Из зарубежных работ, умело использующих ме- тод балансов, можно указать на Дювиньо и Танга (1968), Стоддарта (1971), Вудвелла (1972). Жизнь ландшафтной сферы протекает в непрерывном дви- жении, изменении, переносе и превращении вещества и энер- гии. Понять и оценить все эти многоплановые течения помогает метод~~~балансов. Поэтому я склонен отвести ему особое место в ряду количественных методов географии. Лорд Кельвин ска- 3XT.‘ «Если вы можете измерять и выражать в числах то, о чем говорите, значит, об этом предмете вы кое-что знаете; если же вы не можете сделать этого, то ваши познания скудны и неудовлетворительны». Метод балансов помогает выразить в числах динамику ландшафтной сферы и, следовательно, сделать наши познания в этой важнейшей области более правильными и точными. В этой связи парадоксально звучит высказывание Ю. Г. Саушкина (1948, стр. 43): «...баланс природы означает ее равновесие, а равновесие — остановку развития». Составление баланса на каждый природный процесс н> только возможно в принципе, но и необходимо для его полно- го понимания. Разберем пример. Допустим, что мы изучаем изменения снежного покрова на некотором участке за опреде- ленный период. Мы не можем их проследить, не определив ко- личественно все процессы, на которые ои распадается. На уча- стке могут наблюдаться снегопады, дожди с последующим за- мерзанием воды, конденсация паров на поверхности и в порах сне- га, перевевание снега на соседние участки или с них, таяние п испарение снега. Составив баланс этих процессов, мы узнаем, во-первых, его напраТГление, что же происходит в конечном сче- те — накопление или убыль снега; во-вторых,^ структуру про- цесса, в результате чего произошло изменение; в-третьих,^соотно- шение между статьями, что влияет сильнее и что слабее. Наше представление станет еще более полным, если мы составим 88
второй баланс — тепловой энергии, обусловливающей таяние, испарение и конденсацию. Мы поняли очень много. Но надо учитывать также и огра- ниченность познания на этом пути. Например, узнать с по- мощью баланса что-либо о перекристаллизации снежной толщи или об образовании фирна из снега затруднительно. Для этого нам пришлось бы сузить рамки изучаемой системы: взять ба- ланс только рыхлого снега нли только фирна. Вообще, метод1 балансов помогает понять лишь те явления, которые соверша- ются в масштабах анализируемых потоков вещества и энергии. Более тонкие механизмы, работающие внутри системы, не улав- ливаются и требуют доизучения другими методами, требующи- ми знаний законов гидродинамики, термодинамики, оптики... Практическое значение метода балансов весьма велико. Ба- ла йсоблегЧабт поиски путей воздействия на процесс, способов изменения его в нужном направлении. Имея перед собой рос- пись статей баланса, легко видеть, на какие из них мы можем влиять и на какие стоит влиять, так как роль их в балансе значительна. Так, в приведенном выше примере со снеготая- нием баланс может оказать помощь при решении задачи сне- гозадержания или, наоборот, искусственного ускоренного тая- ния. Таким образом, метод балансов может послужить не толь- ко орудием познания, но и орудием управления природными процессами. Основанный на методе балансов ход физико-географического исследования обычно протекает в следующем порядке: 1) со- ставление предварительного списка статей прихода и расхо- да; 2) выяснение ареалов и сроков действующих факторов и нанесение их на карту, профиль, диаграмму и т. п.; 3) коли- чественное измерение каждого фактора и проставление соот- ветствующих величин в каждой статье баланса; 4) подсчет приходной и расходной части и выяснение тенденции изменения системы. Понятие баланса заимствовано из экономики. Там балан-' сом называются два сопоставляемых перечня: ценностей, во- шедших в данную экономическую систему за отчетный период, и ценностей, из нее вышедших. По аналогии в физической гео- графии можно принять следующее определение: балансом называются сопоставляемые перечни всех видов вещества или энергии за период наблюдений: 1) вошедших разными спосо- бами в природный комплекс и 2) вышедших из него. Разность между приходной и расходной частью баланса называется «сальдо» или «балансовой разностью», в частных случаях — «излишком» или «.недостатком», «остатком» или «перерасходом», «увеличением» или «уменьшением». Здесь воз- никла терминологическая путаница: с легкой |руки геофизиков часто «сальдо» называют «балансом». Вместо «баланс имеет от- рицательное сальдо в 100 кг» говорят: «имеет место отрицатель- 89
ный баланс в 100 кг», т. е. вместо разности даух сумм применя- ют название, относящееся ко всему перечню. Употребление слова «баланс» в двух смыслах неудобно и может быть оправдано только привычкой. От него не поздно отказаться. В экономике различают «активное» и «пассивное» сальдо. Эти термины излишне переносить в физическую географию, так как природные процессы, как приходные, так и расходные, мо- гут быть в равной степени и активными и пассивными. Вопрос о том, какое сальдо считать положительным и ка- кое отрицательным, неоднократно приводил к недоразумениям. Определения эти условны и не влекут за собой дальнейших ошибок. Однако очень неудобно, когда однонаправленные про- цессы получают у разных авторов разную оценку. Логично при- нять принцип: положительным считается сальдо балан- са, в котором сумма статей (видов вещества или энергии), вошедших в рассматриваемую систему, больше, чем сумма ста- тей, вышедших из нее. Такое определение естественно, так как принимает за положительный баланс, отражающий тенденцию системы к росту, расширению, усилению, за отрицательный тенденцию к ослаблению. Положительное и отрицательное сальдо объединяются под названием значимого; ему про- тивопоставляется нейтральное сальдо, равное нулю. Одни балансы могут приводить к нейтральному сальдо только случайно, вследствие совпадения за период наблюдения прихода с расходом. Другие, наоборот, являются принципиаль- но-нейтральными и не могут дать значимого сальдо по само- му принципу своего строения. Некоторые авторы вместо слова «баланс» говорят «бюд- жет». Это словоупотребление основано на плохом знании ру с- ского языка. В Большой Советской Энциклопедии слово «ба- ланс» употребляется как равновесие вообще, как система взаи- моувязанных показателей (БСЭ, III изд., т. 2, стр. 557 5оо). Термин же «бюджет» относится исключительно к денежному обороту, за одним исключением: «бюджет времени» (БСЭ, III изд., т. 4, стр. 195—204). Предшественниками балансов, по форме похожими на них, являются инвентарные списки. Особое сходство с балансами они приобретают, когда в них перечисляется объект по двум при- знакам, например, земли по видам использования и по принад- лежности или леса по породам и по бонитетам. Инвентарь, ра- зумеется, всегда принципиально-нейтрален. Его не следует сме- шивать с истинным балансом, так как он статичен и не решает основную задачу физической географии — изучение ландшафта в динамике. Только повторное проведение инвентаризации на той же территории позволяет уловить динамику процессов. Истинный динамический баланс тоже может иметь принци- пиально-нейтральное сальдо. Например, многолетний средний тепловой баланс ландшафта (рис. 19), который в общей ферме 90
неудобно передать в виде двух перечней, так как часть членов его может быть статьями и прихода и расхода, и лучше за- писать формулой |я|+ижтщ*-г)|=о, (3.1) Рис. 19. Схема тепло- вого баланса ландшафта. Обозначения в тексте будет принципиально-нейтрален, что подчеркивается перенесе- нием всех значимых членов в левую сторону уравнения и при- равниванием их нулю (Будыко, 1949 а, стр. 6) ’. Действитель- но, все члены уравнения: 7? — разность поглощенной радиации п эффективного излучения, А — адвективный перенос тепла с ветром, F-—перенос тепла с водой, е—г — испарение минус осадки — могут быть направлены как во вне, так и внутрь ландшафта. L — скрытая теплота испарения или конденсации. Прямые скобки означают, что в уравнение входят модули (аб- 1 солютные значения) величин. В урав- нениях, где только часть членов — мо- дули, прямые скобки можно заменять । знаком ±. Если баланс составляется на годичный срок, то при подстановке во все статьи средних многолетних зна- чений и при оставлении без внимания возможных малых изменений климата мы всегда будем иметь во взятом объ- еме ландшафта одно и то же количе- ство теплоты, следовательно, приход, равный расходу, т. е. нейтральное саль- до. Мы получим, наоборот, значимое сальдо: 1) если возьмем баланс не за естественный цикл погоды, равный го- ду, а за какой-либо сезон, 2) если под- ставим в уравнение (3.1) не средние многолетние, а годичные данные, учитывающие погодные изменения отдельных лет, и 3) если ' хотим уловить именно медленные вековые изменения климата и с соответствующей точностью ведем наблюдения метеороло- гических величии. В этих случаях в ландшафте естественно происходит накопление или потеря теплоты, которую мы от- разим в формуле (3.1), включив знаки + или — в символы и написав ее в виде /? + Л+Е’+Л(е-г) = ДТ. (3.2) Прирост тепла АТ (положительный или отрицательный) будет обозначать соответственно сезонное накопление (или убыль), или годичные колебания, или вековую тенденцию (тренд) из- 1 Заимствуя рисунки и формулы у разных авторов, я изменяю часть обо- значений во избежание их повторения. В этой главе прописными латинскими буквами обозначаются энергетические факторы, строчными — вещественные. 91
менения тепла. Последний случай особенно важен и наиболее часто интересует ландшафтоведа. Если бы мы могли непосредственно измерить АТ, то имели бы право переписать уравнение (3.2) опять-таки как принци- пиально-нейтральное: /? + Д+/=’+£(е-г) + Д7'=0. (3.3) Это может нам понадобиться для определения трудно изме- ряемых элементов баланса. Назовем полным баланс, в который включены все статьи --- прихода и расхода, на- Р и с. 20. Отбивка балансируемого объема озера. АБВГ — балансируемый объем, В.Г. — высший н Н.Г. — низший горизонты (виды условно приня- тые), Ф.У. — фактический уровень, М.О. — мерт- вый (неучитываемый) объем блюдающиеся щ (природе. Но не всегда его можно составить и не всегда это выгодно делать. Бывают случаи, когда измерение какой-либо одной статьи особенно затруднительно. В этом случае составляет- ся частный балансу т. е. такой, в который входит только часть, обычно все минус один, факторов, участвующих в процессе. Например, при составлении водного баланса почвы, состоящего в приходной части — из осадков, в расходной—из испарения, по- верхностного и грунтового тока (стока или притока) и измене- ния запаса почвенной влаги, который также может иметь разный знак, убеждаемся, что особенно трудно определять количест- венно грунтовый ток. Тогда, составив уравнение без него и при- равняв левую часть нулю (изменение запаса влаги мы непосред- ственно измерим), мы определяем грунтовый ток как разность положительных и отрицательных статей. При этом сразу узнаем как его знак, так и величину. Не измеряемую, но получаемую вы- числением статью можно назвать остаточным членолшбалшша. Можно вывести следующие правила: 1. Полный баланс стационарной системы, составленный за один или несколько естественных циклов, принципиально ней- трален. 2. В полном балансе нестационарной системы знак саль- до указывает на вековую или сезонную тенденцию развития в зависимости от того, взят ли баланс за целое или нецелое число циклов. 3. В частном принципиально-нейтральном балансе остаточ- ный член по знаку и величине равен разности значимых ста- тей. 4. В частном нейтральном балансе сальдо включает в себя и остаточный член, и тренд. При этом, так же как при двух 92
или нескольких остаточных членах, нельзя составить полнее представление о структуре и динамике системы. Необязательно включать в расчеты весь запас вещества или энергии; это только обременяет исследование большими цифрами. Например, при вычислении водного баланса моря или озера (годового изменения объема воды в нем) или годо- вого прироста леса можно условно принять за нуль весь «мертвый объем» воды или древесины, который остается заве- домо неизменным при наибольших возможных колебаниях, и учитывать только изменения, происходящие выше его уровня (рис. 20). Затем подлежит решению вопрос, к какому телу или систе- ме относится баланс. Ясно, что потоки будут различны в раз- ных объемах. Поэтому весьма важно указывать точно пределы балансирования, не только боковые, но также нижний и верх- ний. Если баланс составляется для ландшафта, то ограничить его сравнительно просто, если для геосистемы, то это сделать труднее. Границы геосистемы могут быть переменными в зави- симости от флуктаций тех или иных учитываемых в ней по- токов. Однако баланс жестко связан с определенным объемом. Поэтому для целей балансирования приходится отбивать по- стоянные рамки геосистемы, руководствуясь пределами потоков, статистически наиболее часто повторяющихся. Потоки, начи- нающиеся или кончающиеся за пределами отбитой террито- рии, нужно рассматривать как внешние, входящие или выходя- щие из геосистемы. Если геосистема задана не границами, а категориями своих элементов, то баланс следует давать в про- центах от суммы. Например: Баланс постоянной растительной массы Приход Расход Органическое веще- — ЮО’/о Потери на дыхание Идет в отпад 1 Идет в пищу сле- дующему трофи- ческому уровню - 50% -30% — 20’/, ство ста) (продукт ро- 100% 100% Балансирование в границах геосистем представляет меньший интерес, чем в границах ландшафтов, ибо для балансов чаще важны границы, пропускающие большие потоки вещества или энергии, чем малые, проложенные по линиям наименьших свя- зей. Балансы, составляемые для типов ландшафта, рекомен- дуется ограничивать пределами, описываемыми качественно, на- пример: «тепловой баланс дубрав лесостепной зоны от вершин крон до подошвы корнеобитаемого слоя». 1 Отпад — отмирание организмов или их частей. Опад — сезонное отмира- ние без вреда для организма (листьев, шерсти при линьке и т. п.). 93
Точно так же необходимо отбивать границы во времени, т. е. указывать, за какой период составляется баланс. Таким образом, желательно, чтобы перед каждым балансом выписывалась «шапка», содержащая следующие данные: 1) ка- кая физическая величина является предметом балансирования; 2) в каких единицах составляется баланс; 3) к какому телу или системе относится баланс, его пространственные границы; 4) на какой период составляется баланс; 5) полный баланс или частный; 6) если баланс полный, то входит ли в него из- менение запаса балансируемой величины; 7) является ли ба- ланс принципиально-нейтральным; 8) если баланс частный, то какой фактор вычисляется в качестве остаточного члена; 9) ес- ли не принимается предложенное выше условие (знак + в слу- чае прибавления вещества или энергии), то какое сальдо счи- тается положительным; 10) имеется ли мертвый объем и какой именно; ниже или выше какой отметки (абсолютной или от- носительной) запас является неизменным. Бывают случаи, когда исследователя интересует не объем, а только сечение потока: сколько вещества или энергии про- ходит через данное сечение и в какую сторону больше? Этот вид балансов можно назвать Tjaa н з и_т_ц_ымлг Примерами при- боров, фиксирующих его, являются водомер на трубе, ампер- метр на проводнике. В шапке транзитного баланса изменяются пункты 6 и 10, кроме того, пункт 3 должен быть сформулирован иначе: к какому сечению относится баланс, его границы на се- кущей поверхности. Транзитный баланс применяется при измерении течений в проливах, проникновения^тепла в почву, поглощения и выделе- ния листом растения кислорода, миграции перелетных птиц и т. п. В каждом случае надо быть уверенным, что через вы- бранное сечение проходит весь поток и ничего не просачивает- ся в обход него. В последнее время возникла идея составления балансовых матриц, позволяющих до известной степени вскрывать внут- реннюю структуру геосистем (Ракита, 1971). Этот метод за- имствован из получившего распространение в экономике метода «затраты—выпуск». Им изучаются структурные подразделения народного хозяйства, в каждом из которых обращается извест- ное количество вещества, энергии и информации. Метод требует далеко идущей формализации: система мыс- лится изолированной, не получает и не отдает ничего вовне; опа стационарна, не изменяется во времени; она «элементар- на», т. е. не имеет пространственных различий. Единственная ее функция заключается в том, что она внутри себя обмени- вается элементами. Таких систем в природе не бывает, изучать ее имеет смысл только в порядке развития метода, как логиче- ски допустимый, наиболее простой случай. Матрица имеет вид: 94
О л12 x2i О Х13- -Х1л Х23 • • • Х'2л (3.4) ХП1 Хл2 хлЗ- - О где %|2 — передача вещества или энергии от 1-го компонента 2-му, х13 — от 1-го к 3-му и т. д. На диагонали стоят нули, так как сами себе элементы ничего не передают. Суммы по строкам равны общей отдаче вещества или энергии из 1, 2 ..., n-го эле- мента, суммы по столбцам — поступлению вещества или энер- гии в эти же элементы. Проиллюстрирую строение матрицы простейшим численным примером системы из четырех взаимосвязанных элементов. 0 4 15 5 0 11 110 0 4 2 0 0 Рис. 21. Балансовая модель изолированной стационарной че- тырехэлементной геосистемы. Цифры у стрелок соответствуют коли- честву передаваемого вещества или энергии. Цифры в кружках — приход (равный расходу) компонентов, напри- мер вод, почв, растительности и т. д. балансируемого участка Это полностью уравновешенная система, что видно из того, что суммы по строкам равны суммам по столбцам. Матрица соответствует изображению па рис. 21 и символизирует ней- тральный баланс каждого элемента. Систему можно передать и иначе, предположив между эле- ментами наличие постоянных связей. В этом случае можно вы- числить коэффициенты обмена между элементами: аи=^-----, (3.5) У] где Хц—количественное выражение взаимодействия между элементами i и а у у —сумма в столбце, т. е. сумма всех статен прихода элемента /. 95
Тогда получим матрицу коэффициентов обмена, показываю- щую, какую долю в вещественном или энергетическом балансе элемента j играет элемент i. В нашем примере: 4 1 5 0 1 — 7 2 6 5 1 1 0 1 - 10 2 6 1 1 0 0 10 7 4 2 0 0 10 7 С. А. Ракита стремится перейти к более реальным систе- мам, приписывая справа к матрице (3.4) /ряд величин С2, Сп , которые обозначают вещества, «выпадающие из оборо- та». Но, собственно, в природе ничего не выпадает и не про- падает. Эти вещества просто выходят за пределы системы. А на место их приходят новые. Это и есть внешние связи ис- сдедуемого комплекса. , ; Разовьем метод, приписывая к матрице, скажем, слева рас- хбд вещества или энергии вбвне, а снизу — его приход извне. При этом вещество надо дифференцировать по компонентам: газ, жидкость и т. д., вписывая его против тех элементов, ко- торые являются его потребителями или выделителями. Можно, конечно, увязать их суммарнр (S и Т). А Q -^12 -^13 • • Х1я 5 В А‘21 0 Х23 • Х2п (3.6) В Хп2 ХпЗ • • • 0 К L M...Q Т При этом замкнутость процесса будет нарушена, некоторые элементы станут отдавать, другие получать вещество в коли- честве, большем, чем это компенсируется внутренними источ- никами. Система в целом будет динамичной, хотя внешний ее баланс может быть в частном случае равен 0, когда 3 = 7’. Здесь матрица раскрывает структуру геосистемы, а симво- лы внешнего обмена позволяют рассматривать ее в целом как балансируемый объем. Указывать в той же матрице обмен и вещества, и энергии, обеспечивающей внутренние процессы, нельзя. Цифры в других физических единицах препятствуют суммированию столбцов. Для обмена энергией следует составить особую матрицу. 96
Преодоление второго ограничения — элементарности гео- системы — также намечается в статье С. А. Ракиты. Он пи- шет, что «совокупность матричных балансовых моделей эле- ментарных геокомплексов может быть «собрана» в структурно- балансовую модель более обширной геосистемы следующего таксономического ранга» (стр. 134). Таким образом, в перспек- тиве вырисовывается система вложенных друг в друга балан- совых матриц. Что касается последнего ограничения — стационарности, то оно может быть преодолено только повторением тех же мат- риц через некоторые промежутки времени, т. е. построением «кубических» матриц. § 3 2. ПРИМЕНИМОСТЬ При балансировании мы имеем дело с числами. Но не всякие числа можно балансировать. Как известно, числа бы- вают отвлеченные и именованные, иначе называемые количест- вами. Именованные числа делятся на скалярные и векторные. Скалярные числа полностью характеризуются своим абсолют- ным значением, они не имеют ни знака, ни направления, они, как говорят, «существенно положительны». Векторные — ха- рактеризуются величиной и направлением. Примерами скалярных величин могут служить длина, пло- щадь, абсолютная температура, мощность, масса, объем, энер- гия... Объекты балансирования — преимущественно три послед- ние величины, ибо они являются мерами количества материи (вещества или энергии), перемещающейся в пространстве и тем самым осуществляющей все географические процессы. Может показаться противоречием, что мы с помощью не- направленных величин получаем направленное сальдо. Дело в том, что мы суммируем не сами величины, а их перемещения, т. е. величину уже векторную. Пои этом мы придаем ей знаки: внутрь системы +, во вне —. Естественно, что суммируя их алгебраически, мы получаем значимое сальдо с тем или иным знаком. Как па примеры векторных величин можно указать на ско- рость, ускорение, силу, момент силы, градиент... Они могут быть направлены куда угодно и складываться геометрически, т. е. по закону параллелограмма. Это операция, логически сход- ная с балансированием, но отличающаяся тем, что в резуль- тате ее получается не величина со знаком + или —, а резуль- тирующий вектор. В физической географии геометрическое сло- жение чаще всего применяется как сложение сил с целью опре- деления направления результирующей силы, например, ветра пли морского течения под действием сил тяготения, Кариолиса (инерции) и градиента давлений. Другим применением того же 97 4 Зак. 2825
приема является определение среднего или господствующего направления ветра по розе ветров, направления движения ис- чезнувшего ледника по штрихам на скалах пли ориентации галек. В связи со сложением противоположно направленных сил следует предостеречь от злоупотребления термином «противо- речия». По меньшей мере его следует ставить в кавычки. Ис- тинные противоречия возникают только в живой природе. Они появляются, например, когда организмы одного вида ставят себе цель вытеснить другой вид из пределов его жизненного пространства пли просто конкурируют, добывая себе пищу или другие жизненные блага. Но инертная материя не имеет цели, следовательно, не имеет противоречий. Если орогенез подни- мает камень вверх, а эрозия скатывает его опять в долину, то между ними нет противоречия, а есть противоположно направ- ленные силы, которые механически складываются но правилу параллелограмма и двигают тело но равнодействующей или взаимно уничтожаются. Частным случаем векторных величин являются величины ал- гебраические, уже упоминавшиеся в связи с перемещением ска- ляров. В тех случаях, когда возможные направления противо- положны, т. е. когда величины могут быть направлены по ли- нии в ту или другую сторону, мы получаем возможность тран- зитного балансирования. При объемном балансировании ве- щество или энергия поступают в систему в общем случае не по линии, а по площади, и притом с разных сторон. Итак, балансировать, т. е. складывать алгебраически, мож- но перемещения скалярных величин и алгебраические величины. Складывать геометрически можно векторные величины, имею- щие две степени свободы. Как одна, так и другая операции возможны только с вели- чинами, выражающимися одной размерностью. Все виды ве- щества могут быть выражены в единицах массы (г, кг, т), энергии — в единицах тепла или работы (дж, кг-м, кал). Кро- ме того, вещество можно балансировать в единицах объема ври условии, однако, его постоянной плотности. Например, воздуш- ные массы (газы, пары) не удовлетворяют этому условию, в значительных размерах изменяя объем под влиянием давле- ния. Рассмотрим теперь конкретные балансы, с которыми прихо- дится наиболее часто иметь дело лапдшафтоведу. Балансрадиационной и тепловой энергии, позволяет взять па учет первопричины всех~физйко-географических процессов. Он касается самых чувствительных нервов в механизме ланд- шафта. Им в значительной мере определяется направление п скорость ветров и морских течений и концентрация паров в ат- мосфере. Небольшая струйка в его расходной части, регистри- руемая под рубрикой «фотосинтез», обусловливает феномен, 98
именуемый жизнью. Если баланс составляется для небольшой территории, то в системе земля—атмосфера он значительно упрощается. В статьях «адвекция» и «перенос тепла с водой» приход практически равен расходу. Если еще пренебречь внут- риземным теплом, то остаются только следующие статьи: сол- нечная радиация прямая и рассеянная, отраженная радиация (в процентах или долях — альбедо), эффективное излучение, равное разности длинноволнового излучения земной поверхно- сти и обратного излучения атмосферы. Радиационный баланс — частный, его значимое сальдо составляет то количество радиа- ционной энергии, которое задерживается земной поверхностью, преимущественно растительностью и почвой, и преобразуется ими в другие виды энергии. Он записывается: «2+<2')(1-а)-^эф К (3.7) где Q — прямая и Q’—-рассеянная радиация, а —альбедо, /?э() — эффективное излучение, R — сальдо, в данном случае — поглощенная энергия. Чрезвычайно 'интересно проследить путь преобразования -по- глощенной энергии. Это делается с помощью составления теп- лового баланса подстилающей поверхности. Его не следует смешивать с тепловым балансом системы земля — атмосфера (точнее — тропосфера), описанным выше. Он называется теп- ловым, потому что в нем рассматриваются потоки солнечной энергии, уже трансформированной па земной поверхности из лучистой (волновой) формы главным образом в тепловую и лишь в малой доле и временно — в химическую энергию орга- нического вещества. । То, что в радиационном балансе было балансовой разно- стью, в тепловом становится главной приходной статьей. Вто- ростепенной статьей прихода является внутриземное тепло. Статьями расхода служат турбулентный обмен теплом между подстилающей поверхностью и атмосферой и потери тепла на испарение с почвы и растительности. Впрочем, обе последние статьи в отдельные сезоны и время суток могут менять свой знак. В этом случае турбулентный поток тепла направляется из атмосферы на землю, а вместо испарения происходит кон- денсация, выпадение росы или инея. Особой частью расхода приходящей радиации или, точнее, се фотоактивной части является использование ее растениями для фотосинтеза. Эта статья в балансе играет незначительную роль — I—2%, но принципиальное значение ее неизмеримо. Достаточно сказать, что за счет нее освободился из двуокиси > углерода почти весь кислород атмосферы. Наконец, последней статьей баланса, также переменного знака, является обмен теп- лом между глубинными и поверхностными слоями почвы. Если нижняя граница баланса принимается на глубине, где кон- ъ 4* 99
чаются годовые колебания температур, то он равен пулю при условии неизменного климата. Частный тепловой баланс записывается следующим образом: R + 1+P + Le-E^B, (3.8) где / — внутриземное тепло, Р — расход энергии на турбулент- ный обмен, L — скрытая теплота испарения, е — испарившаяся или сконденсированная влага, Еф —энергия, израсходованная на фотосинтез, В — остаточный член, в данном случае обмен теплом с почвой. Можно рассматривать как геосистему участок тропосферы без подстилающей поверхности и составить для пего баланс радиационной энергии. Он будет равен разности балансов си- стемы земля — атмосфера и подстилающей поверхности. Его приходными статьями являются приходящая радиация, поступ- ление тепла от конденсации паров в атмосфере и от турбулент- ного обмена, а расходной — потери тепла на из пучение к Зем- ле и в мировое пространство. Тепловой баланс поверхностных слоев моря составляется по тому же принципу, что и суши. Роль В там играет обмен меж- ду поверхностными и глубинными водными массами, роль E^ —фотосинтез фитопланктона. При составлении баланса зна- чительных акваторий необходимо учитывать океаническую (вод- ную) адвекцию, значение которой очень велико. Водный баланс ландшафта целиком слагается из адвекций, т.~ё\ из горизонтальных перемещений влаги: воздушной, по- верхностной и грунтовой: |;z| I |.v| | |//| - |Aw|, (3.9) где а — разность между приносом и выносом воды из преде- лов ландшафта по воздуху (в виде паров и облаков), ж — то же — поверхностным стоком, и — то же грунтовым стоком. В зимнее время прибавляется еще перенос снега ветром в пре- делы или за пределы ландшафта. Aw— изменение содержания влаги в ландшафте. Если оно за многолетний период не равно нулю, то это свидетельствует о прогрессивном увлажнении или иссушении ландшафта. Наибольший интерес для лапдшафтоведа представляет вод- ный баланс деятельного слоя земной поверхности — верхнего слой Литосферы плюс водоемы, плюс биосферы. В нем главную роль играют осадки и испарение, не участвовавшие в балансе ландшафта, так как для системы земля — атмосфера они явля- ются внутренним процессом. Водный баланс деятельного слоя: r-/-e=r-(a-|-s)-(,e'-|-C=O, (3- Ю) где г — осадки, f — суммарный сток, е'— физическое испаре- ние и i — транспирация. Левая часть уравнения представляет 100
общий вид балансового уравнения, средняя часть — дифферен- цированный (Львович и др., 1961, стр. 37). При желании мож- но написать его еще подробнее, разделив осадки иа жидкие и твердые, физическое испарение — на испарение с почвы и с по- верхности растений и т. д. Правая часть может равняться нс пулю, а Дку что свидетельствует так же, как в предыдущем случае, о динамике ландшафта, преимущественно годовой или сезонной. В положительной части водного баланса морей, озер и во- дохранилищ присутствует приток с суши — речной и грунто- вый и приток от прямых осадков, а в отрицательной — отток с течениями, в частности через проливы или вытекающие реки, потери на испарение и водозабор иа технические нужды. В тепловом и водном балансе присутствует общий член — испарение. В тепловой баланс он входит в виде затрат тепла на испарение Le. Это позволяет составить уравнение связи двух балансов. Полагая их нейтральными и пренебрегая малыми членами, имеем: так как е = г — f, —^- = Le = L(r—/) \ 7? / ( г ) р Обозначая коэффициент теплового стока— = ф и коэффициент водяного стока — = <р, получаем: г 7?(l-^Zr(l-®) . (3.11) Та часть поглощенной радиации, которая не идет иа тур- булентный обмен, равна затратам тепла на испарение и транс- пирацию (Будыко, 1948, стр. 17). Этот, казалось бы, очевид- ный вывод имеет большое значение, так как в математической форме подтверждает зависимость продуктивности растительно- сти от энергетической базы и от обилия осадков (Будыко, 1949 6, стр. 43). Балансирование твердого вещества обычно затруднено его малой-подвижностью. Однако некоторые относящиеся сюда про- цессы все же протекают достаточно быстро, чтобы исследовать- ся простыми средствами. Я уже указывал на баланс снега. Укажу еще на баланс пыльных бурь — состоящий из приноса со стороны или выпадения сверху и выноса; баланс ледников — из фирнообразования, стекания в виде льда, возгонки и таяния и т. п. Представляют интерес некоторые экзогенные процессы, связанные с приходом или расходом почвы и грунта. Например, движение оползней, которые, с одной стороны, сползают, а с 101
другой — размываются рекой или морем, или овражная эро- зия, где материал, с одной стороны, поступает с верховьев, с другой — уносится вниз. Последний процесс изучается с по- мощью транзитного баланса, причем значимое сальдо указы- вает на размыв или аккумуляцию на днище и их скорость. Изу- чение абразии требует уже объемного баланса, причем в нем может участвовать третий осложняющий фактор — изменение уровня озера или эвстатпческие колебания уровня моря. Эндогенные и экзогенные процессы, которые действительно протекают медленно, это, с одной стороны, эпейрогеническне и орогепические движения, с другой — денудация и аккумуля- ция. Однако и эти процессы поддаются измерению посредством повторных нивелировок. Масса участка земной коры, например возвышенности, может быть ограничена какой-либо глубинной геометрической поверхностью, например уровнем моря, рас- стояние которого от центра Земли известно, и затем вычислена по формуле. J [/(%,</) ^А], (3.12) где х, у — географические координаты, h — высота над услов- ным уровнем. Двукратным вычислением этой величины с интервалом 10— 30 лет можно уловить разницу в объемах поднимающегося мас- сива. С другой стороны, быстрота денудации, обычно протека- ющей неравномерно в пространстве и времени, может быть из- мерена хотя бы одним из приемов, указанных в книге А. С. Дев- дариани (1964). Сравнение той и другой величин позволит су- дить о том, поднимается или опускается местность, или стаби- лизировалась, или денудация опережает продолжающееся под- нятие. Можно составлять и энергетические балансы геоморфоло- гических процессов. Например, сравнить затраты впутриземпой радиоактивной энергии, которая превращается в тепловую, за- тем кинетическую энергию тектогенеза и, наконец, в потенци- альную энергию поднятых масс литосферы, с затратами сол- нечной энергии, расходуемой на их денудацию. Методика со- ставления таких балансов пока не разработана, но принципи- альная возможность их подсчета имеется. Думается, что этим путем можно, например, теоретически обосновать предельную высоту гор, сроки их пенепленизации и т. п. Можно поставить задачу составления энергетического ба- ланса дождя. Здесь роль приходной статьи будет играть по- тенциальная энергия тучи, переходящая в кинетическую энер- гию дождя, а роль расходных — трение капель о воздух, вы- зывающее нагрев атмосферы, и ударное действие их при па- дении на почву или воду, также превращающееся в тепло, стекающих или инфильтрующихся вод. 102
Я далеко не перечислил все виды балансов, проливающих свет на направление и интенсивность природных процессов в неорганическом мире. Еще больше их значение для мира орга- нического. ~ Органический мир представляет собой как бы множество со- судов, соединенных трубками. Роль трубок исполняют цепи пи- тания, по которым вещество переливается из одних организмов в другие. Что еще более важно, это вещество является носите- лем энергии. Энергия, поглощенная с пищей, дает организму возможность выполнять свои жизненные функции — дышать, расти, передвигаться, размножаться. В теоретическом аспекте это проблема метаболизма, обмена веществ между организ- мами и организмов со средой. В хозяйственном, антропоцент- рическом аспекте это проблема продуктивности или производи- тельности растительного и животного мира, т. е. проблема пи- тания населения и удовлетворения различных его потребностей. На эти вопросы проливает свет метод балансов. Достаточно вспомнить, какую роль в жизни любой страны играет хлебный баланс или баланс белковых веществ. Насколько важные хозяйственные выводы можно сделать помощью метода балансов, показывает анализ пищевых це- пей и трофических уровней (Одум, 1968, стр. 52—55; Дювиньо и Танг, 1968, стр. 34—37). Большой интерес представляет баланс древесной части ле- са. В листопадном лесу он имеет две статьи прихода (ряс. 22): долговременный прирост (древесина) п и сезонный (листья) 1 — и три статьи расхода: отпад и поедание с, потери па ды- хание d и опад листвы р. К последнему могут быть присоеди- нены потери па поедание листьев листогрызущими животными. В виду сезонного характера облиствспия балансовая разность может быть различной, если брать баланс за разные периоды года. Величины п, I, с, d и р в течение года меняются. В общем случае баланс биомассы древесной части леса: п-\-1—с— d — p^+km, (3.13) где Am может быть как положительным (растущий лес), так н отрицательным (умирающий, перестойный). За целый гол, от начала одной весны до следующей, когда накопление био- массы в листве выпадает, прирост Лш = т2—ть где mt и т2—массы древесины соответственно в начале и в конце года. Аш может быть названа петто-продукцией леса. Брутто-продукция равна п (па летние сроки « + /). В пес входит как твердое живое вещество, так и органические отходы с + р, созданные лесом, по за год перешедшие в почву, а также газообразные продукты дыхания леса d, рассеянные в воздухе. Брутто-продукцию логичнее брать из другого уравне- ния, где приходная часть представлена поглощенным углекис- лым газом и впитываемыми корнями водой и минеральными 103
веществами. Здесь приход берется не «в тамбуре», а «за на- ружной дверью», подобно расходу, который в уравнении (3.13) рассматривается уже «в мусоропроводе». Брутто-баланс отра- жает изменения во внешней среде, Рис. 22. Годовая диаграмма баланса раз- вивающегося листопадного леса Диаграмма построена по принципу хроноизоплет (масса — время). Заштрихованные расходные ста- дии баланса для удобства вычитания отложены в ту же сторону от оси абсцисс, что и приход- ные. Чертеж разорван, так как многолетний за- пас древесины намного превышает годовой при- рост и его нецелесообразно изображать в масшта- бе. Обозначения в тексте произведенные жизнедея- тельностью леса. В этом случае образование вет- вей и листьев принимает- ся за внутренний процесс, не подлежащий баланси- рованию. Баланс травянистой растительности сущест- венно отличается от лес- ного. Во-первых, запас в нем выражается для мно- голетних растений их под- земной частью. У отдель- ных растений опа растет или отмирает, но в степ- ном или луговом ценозе она год от года остается постоянной, если лапд- шафт стабилен. Измене- ние ее может наступить под влиянием естествен- ных причин, а также при изменении степени сбоя или при мелио- рации и т. п. Во-вторых, в травостое большую роль играют гене- ративные части, которые желательно выделить в особую статью. В-третьих, травостой обычно значительнее, чем лес, подвергает- ся поеданию зверями и насекомыми, так что эту статью расхода правильнее отделить от отпада. Таким образом, годовой ба- ланс будет выражаться ’i-\-l-[-g — d— z — с= + Am, (3.14) где п — прирост корней, I — стеблей и листьев, g— генератив- ных органов, z—поедаемая биомасса, с — отпад. При измене- нии условий в правой части уравнения появляется изменение запаса биомассы Ат. У однолетних растений, в частности у сельскохозяйственных культур, корпи также являются сезонными органами и с на- ступлением зимы или после уборки урожая поступают в от- пад. Таким образом, для однолетних растений составление го- дового баланса может иметь лишь инвентарное значение, на- пример для определения доли, поедаемой паразитами, так как сальдо заведомо будет равно нулю. Сложнее баланс биомассы слагается у животных организ- мов. Цикл размножения у них протекает весьма разнообразно. Если у крупных животных он совпадает с годовым циклом, то- 104
у мелких позвоночных и у беспозвоночных часто наблюдается несколько циклов размножения в течение года. Осенью многие насекомые, черви, паукообразные умирают, ио остаются их ли- чинки или куколки, особенно живущие в воде или в почве. Биомасса зимой резко уменьшается. Если составлять баланс зоомассы для отдельного вида, то необходимо учитывать его биологические особенности. Если же баланс составлять для зооценоза в целом, то он будет похож на баланс фитомассы леса (см. рис. 22). Подобно лесу, многолетний запас можно выразить через т, прирост за лето, как в виде увеличения в весе взрослых осо- бей, так и в виде размножения и роста молодого поколения, соответствует и, их трупы плюс экскременты дают с, рожде- ние п рост однолетних организмов образует величину, анало- гичную I, их отмирание осенью подобно опаду листьев р, a d - расход на дыхание как многолетних, так и однолетних жи- вотных. Так как биомасса беспозвоночных почти во всяком биоце- нозе намного превосходит массу позвоночных, общий баланс будет следовать в основном биологическому ритму этой группы животных. В отличие от фитомассы леса, в течение десятиле- тий монотонно возрастающей, а затем убывающей, кривая зоо- массы скорей напоминает синусоиду благодаря чередующимся периодам вспышек популяций и их падений. Впрочем, чем бо- гаче видами зооценоз, тем более сглаженными оказываются результаты вспышек. В наблюдении за их ходом наравне с наблюдениями за ходом трофических связей — основной смысл составления баланса зоомассы. В многолетней средней в неиз- менном ландшафте значение т постоянно, а Ат равно пулю. Баланс биомассы, когда желательно определить ее участие в ландшафте или кормовую ценность, составляется в сыром весе. Однако поскольку содержание воды в организмах не по- стоянно, в других случаях биомассу измеряют в сухом весе. Но иногда и этого бывает недостаточно, тогда для определения количества минеральных веществ, связанных в биосфере, ор- ганизмы сжигают и взвешивают зольные остатки. Наконец, для определения энергии, содержащейся в биомассе, эту опе- рацию производят в так называемых калориметрических бом- бах. В этом случае баланс составляется в калориях, выделя- ющихся при сжигании каждого отдельного организма. Послед- ний способ имеет преимущество, так как позволяет улавливать качественные различия между разными видами органического вещества. В почвоведении кроме баланса воды интерес представляют балансы солей, гумуса, азота, пылеватых или глинистых ча- стиц. Все их перемещения в общем случае совершаются в вер- тикальном направлении. 105
где каждый член может означать превышение прихода над рас- ходом или наоборот. Здесь b — принос с водой из подстила- ющей породы или вымывание дождями, v— принос или выду- вание с ветром, g— поступление или вынос по ходам зсмле- роев, а — десугироваппе или поступление из опада и отпада (растений и животных), q — выветривание или связывание в минералах, находящихся в почве, Am— как прежде, изменение запаса. В некоторых балансах отдельные статьи равны нулю. Например, в балансе гумуса q = 0, в балансе пылеватых или глинистых частиц а = 0. Наконец, последний вид балансов, который может заинтере- совать лапдшафтоведа, — это балансы отдельных элементов пли химических веществ, переходящих в ходе метаболизма из неорганической среды в органическую, вовлекаемых человеком в производство и вновь возвращаемых. Наиболее часто такие балансы составляются для кислорода, азота, углерода, серы, фосфора, железа, кальция и их производных. В мировом мас- штабе в них участвуют такие экзогенные процессы, как дожди, растворение, действие света и т. д., эндогенные — извержение вулканов, биогенные — фотосинтез, дыхание, минерализация, антропогенные — добыча ископаемых, внесение удобрений, за- грязнение атмосферы и многие другие. Образцы диаграмм ба- лансов даны в следующем параграфе. Пока скорее теоретический, чем практический интерес пред- ставляет вопрос о том, можно ли свести в едином балансе разные неорганические и органические вещества или разные виды энергии. В принципе в этом нет ничего невозможного. Вопрос в том, для чего это может понадобиться. Что касается вещества, то может представлять интерес соотношение его в некотором ландшафте в твердом, жидком, газообразном и органическом состоянии. Для этого достаточно составить инвентарный список соответствующих веществ. Но еще интересней понять их ди- намику, например, определить (или прогнозировать) увеличение биомассы на некоторой засушливой территории в случае уве- личения влажности. Или определить возрастание твердого ве- щества города и уменьшение в его пределах (при точной фик- сации верхней и нижней границ) элементов остальных трех гео- сфер. В этих случаях уже потребуется составление баланса массы. § 3.3. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ Весьма важно, чтобы баланс, отражающий структу- ру процесса, подавался в форме наглядной и доходчивой. Та- кой формой является графическая, позволяющая сразу охва- тить взглядом, сопоставить и взвесить значение всех действу- 106
Рис. 23. Годовые составляющие теплово- го баланса почвы (по Берлина, 1948, стр. 64) ющих факторов. Поэтому обычный числовой баланс, выписан- ный в два столбика, желательно дополнять изображением, диа- граммой баланса. Графические изображения балансов применяются давно, но сфера пх применения была узка и метод построения примити- вен. Так, для изображения теплового баланса применялись диаграммы стрелок (рис. 23) ’. Здесь мощность потока энергии передается длиной стрелки. Чтобы выяснить, каково балансовое сальдо, надо сложить отрицательные стрелки для каждого пункта и сравнить сумму с положительной стрелкой. Масштаб дан только на оси ординат. Направление стрелок не соответствует направлению потоков энергии. Другой вариант диаграммы стрелок показан па рис. 24. Он изображает радиационный баланс системы земля — атмосфера. Здесь некоторые стрелки изогнуты, по друг с другом не связа- ны, и где и как происходит передача энергии, не поясняется. Потоки, трансформирующиеся в атмосфере, показаны такими же стрелками, как и проходящие. Если верхний ряд изобра- жает космическое пространство, то значение плюсов н минусов в нем трудно объяснимо, оно обратное, чем у литосферы. 1 Па этом и последующих рисунках настоящей главы условные обозначе- ния не поясняются, так как суть дела пе в них, а в методике изображения. 107
Рис 24. Годовой баланс лучистой и тепловой энергии для системы Земля — атмосфера (по Альту, 1929) Изучение взаимосвязей начинается с составления уравне- ния балансов в алгебраической форме, т. е. с регистрации уча- ствующих в игре факторов, как они вначале представляются Р и с. 25. Годовой баланс лучистой и тепловой энергии для системы Земля — атмосфера (по Неклюковой, 1967, стр. 109) исследователю. Диаграм- ма стрелок, иллюстриру- ющая это уравнение, яв- ляется как бы програм- мой работ для исследова- теля. Она рисует схему взаимоотношений рас- сматриваемой системы с внешним миром и напо- минает, какие величины надо определить количе- ственно. Но в качестве окончательного продукта она решительно нс годит- ся. Для этой цели больше подходит диаграмма, с тру й и л ЙТПГПГК сГв. Срашгтщ птгггример, диаграмму Альта с диа- граммой, приводимой в учебнике Н. П. Неклюко- вой (1967) (рис. 25). Здесь ширина каждой струи пропорциональна мощности потоков (хотя на чертеже это не строго выдержано). Все контуры в пределах земли и атмосферы замыкаются. Тепловые (исходящие) потоки даны иными условными знаками, чем радиационные. 1СЗ
Рис. 26. Летний дневной радиационный и телловой баланс леса К такой и большей наглядности следует стремиться не толь- ко в учебниках, но и в научных работах. В качестве примера можно привести рис. 26 (Арманд Д. Л., 1968), на котором ши- рина струи радиационного и теплового баланса леса строго пропорциональна энергопотокам (хотя па рисунке их величины и не надписаны). Разного рода потоки обозначаются разными знаками, например, потери па испарение — дрожащими ли- ниями, турбулентный обмен растений с почвой и атмосферой — завивающимися. Преобразование радиационной энергии в хи- мическую (фотосинтез) изображено в виде струйки, условно кон- чающейся листиком. Бледное изображение пейзажных элемен- тов создает фон, па котором протекают балансируемые про- цессы. Диаграмма потоков удобна также для показа несколь- ких взаимосвязанных систем. Водный баланс можно изображать точно так же, на про- филе леса, склона, озера и т. д. Но если речь идет о значи- тельной территории, где играет роль пространственное распо- ложение мест поступления и расхода воды, предпочтительней наносить баланс на карту (рис. 27). Правда, место испарения и выпадения осадков при этом приходится показывать условно. Удобно для этого принять обозначения, применяемые в элект- ротехнике. Кружок с точкой (острие стрелки, приходящей из третьего измерения) обозначает приход, кружок с крестиком (оперение уходящей стрелки) —расход. Если баланс значимый, то соответствующее сальдо дается в двойном кружке со зна- ком + или —. На потоках надо проставить цифры в кубиче- ских километрах. 109
Карты струй или потоков широко применяются в экономи- ческой географии для изображения миграции населения, пере- возки грузов и т. д. _ _ „ Очень хорошо изображена диаграмма УГЛ^Р д (рис. 28) в книге П. Дювиньо и М. Танга (196 ). ней до стнгнута значительная наглядность. Даются многие сопряжен- ные естественные и технологические системы. Правда, масшта Рис. 27. йодный баланс Каспий- ского моря стрелок выдержан лишь 'прибли- зительно, но это объясняется не- разработанностью вопроса. Другого типа диаграмма ба- ланса углерода уже в ограничен- ном ландшафте (рис. 29) дана в статье Б. Болина (1972). Н а этой диаграмме соотношения струй строго выдержаны за исключени- ем объема «СОг в атмосфере», ко- торый представляется бесконеч- но большим. Правильнее было бы в этом месте разорвать цепь струй. Иногда толщину струй дают в логарифмическом масштабе. Это позволяет на одной диаграмме показать и очень малые и очень мощные, превосходящие их в ты- сячи раз, потоки. Возможны дальнейшие усо- вершенствования балансовых диа- грамм: совмещение нескольких балансов, например энергетиче- ского, водного и биомассы, па одной диаграмме, нанесение струй, проходящих в разных плоскостях, на блок-диаграмму и т. д. Когда необходимо проследить за изменением баланса в функции какой-либо независимой переменной, применяются другие принципы изображения диаграмм. Так, баланс радиа- ционной энергии можно рассматривать в функции длины све- товых волн, или в функции географической широты, изобразив его изменения вдоль меридиана, или, наконец, в функции вре- мени, показав на чертеже его годовой ход. Проследить ход баланса в функции независимой переменной — это значит про- следить изменения всех его статей при различных значениях переменной, а также все значения сальдо. Это достигается с помощью различного рода изоплет, как это сделано па рис. 28. Показать баланс при значениях аргумента, соответствую- щих точкам или моментам наблюдений, можно при помощи ги- 110
Рис. 28. Баланс углерода ландшафтной сферы Земли (по Дювниьо .и Тангу, 1968, стр. 15) стограммы (рис. 30, А). Гистограмма строится в две стороны от оси абсцисс, статьи прихода вверх, расхода — вниз. Жела- тельно давать столбики разного значения различной штрихов- кой. На рисунке все процессы обратимы, поэтому статьи при- хода и расхода иопарно заштрихованы одинаково, но в других случаях обратимости может и не быть. Однако указанная форма гистограммы имеет недостатки: трудно проследить за ходом одной статьи из-за перемежающе- гося частокола других, не видно балансовое сальдо. Поэтому предпочтительнее форма, показанная на рис. 30, Б. Здесь стол- бики наращиваются друг па друга и соединяются пунктирны- ми линиями, а сальдо показывается рядом. Можно еще более усовершенствовать диаграмму балансов, если взять более густую сеть наблюдений. Тогда их можно ин- терполировать, не боясь изобразить процесс в сильно искажен- ном виде (рис. 30, В). Столбики заменяются вертикальными in
Р и с. 29. Баланс углерода для участка ландшафта (по Болину, 1972, стр. 92) линиями, на которых, также путем наращивания, откладыва- ются значения соответствующих факторов. Потом точки соеди- няются непрерывными ломаными линиями. Кривая сальдо, обо- значаемая жирной линией, строится как алгебраическая сумма ординат. Площади, покрытые разными штриховками, пропор- циональны количествам тепла, прошедшим в течение года по соответствующим каналам. Площади между осью абсцисс и кривой сальдо пропорциональны накоплению или уменьшению тепла в почве и растительности за соответствующие периоды. Если площади, лежащие выше и ниже оси абсцисс, равны, то это значит, что наблюдаемый участок термически стационарен, в противном случае он в тепловом отношении динамичен. На рис. 30, В положительные суммы перевешивают — почва в кон- це года уходит более нагретой, чем была в начале года. Наи- более наглядно видны изменения статьи, непосредственно при- легающей к оси абсцисс, поэтому следует начинать с фактора, имеющего в балансе наибольшее значение. Для показа балансов могут также применяться круговые диаграммы и при этом приблизительно с теми же целями, о которых говорилось в предыдущей главе. Если главной целью является выяснение структуры баланса, то желательно вы- 112
Рис. 30. Гистограмма теплового баланса подстилающей поверхности нее модификации. Л — гистограмма с отдельными столбиками, Б — то же с наращенными столбиками, В — то же со сплошной штриховкой. 1 — обмен тепла с атмосферой путем излучения, 2 — турбулентный обмен, 3 — обмен тепла с более глубокими слоями грунта, 4 — скрытая теплота испарения и конденсации, 5 — сальдо черчивать две диаграммы: для приходной и для расходной ча- сти. Если надо показать динамику процесса — лучше все статьи дать на одном круге, проводя между приходом и рас- ходом жирную черту. Тогда значимое сальдо будет сразу видно.
Системы баллов § 4.1. ПРОСТЫЕ БАЛЛЫ Баллами в настоящее время все больше пользуются для решения хозяйственных задач (Минц, 1968; Куницын п др., 1969; Шкурков, 1969; Мухина, 1969, 1970; Лопатина и др., 1970). Между тем методика построения балльных шкал недо- статочно разработана. Представляется целесообразным выра- ботать некоторые относящиеся к баллам правила и до извест- ной степени унифицировать приемы классификации явлений. Балл — это порядковый номер группы ранжированных од- нородных явлений, ограниченной известными пределами интен- сивности или выраженности. Шкала баллов представляет собой количественную классификацию, т. е. разбиение ряда непрерыв- но усиливающихся или ослабляющихся явлений на несколько групп. Баллы задаются, назначаются — ив таком случае всегда бывают целыми числами или высчитываются как проценты от максимального значения или каким-либо другим способом — и в таком случае могут быть любым действительным числом. 11срвые мы будем называть простыми, вторые — сложны- м и. Шкалы простых баллов представляют собой непрерывный ряд целых чисел. Балльные шкалы могут составляться для систематизации п изучения самого классифицируемого явления. Например, шка- ла землетрясений позволяет судить, как часто повторяются землетрясения той или другой силы, какие из них бывают глу- бокофокуспыми, какие поверхностными и т. д. Это, так сказать, «баллы в себе». По предложению Л. И. Мухиной (1970, стр. 145-—146) их можно называть измерительными ба л - л а м и. Они помогают выявить генезис и распространенность данного явления. Но чаще баллы применяются ради оценки опасности или пригодности данной ситуации для какой-либо стороны природы или человеческой деятельности, для «субъекта» (Лопатина и др., 1970, стр. 47). Это оценочные баллы. Примером мо- гут служить баллы оценки земель для нужд сельского хозяйства. В таком случае чем уже, чем определеннее цель, которую при- звана обслуживать балльная шкала, чем легче к пей подобрать классификационный признак, тем больше ее индикационная ценность. Например, очень трудно дать оценку в баллах земли для сельского хозяйства вообще, но для определенной отрасли 114
сельского хозяйства (земледелия, животноводства и т? п.) — значительно легче. В географии и смежных пауках баллы применяются в сле- дующих случаях: 1) когда интенсивность или силу какого-ли- бо явления трудно точно измерить, но можно и нужно опре- делить их приблизительно, в большинстве случаев по ре- зультатам явления или ио его воздействию на другие процессы; 2) когда характеристики изучаемого явления можно точно из- мерить, но в этом нет надобности, приблизительная оценка удовлетворяет исследователя и практического работника; 3) ког- да надо сопоставить влияние на какой-либо объект нескольких факторов, в том числе выражающихся в разных размерностях. Классическим примером случая 1 является шкала волнений па море. Измерить высоту наибольших волн трудно, однако судоводителю, гидротехнику, рыбаку знать приблизительную силу волнения необходимо. Поэтому создана шкала в бал- лах: 0 — зеркальное море; 1 — образуются небольшие, че- шуеобразные волны без барашков; 2 — короткие хорошо вы- раженные волны; гребни их начинают опрокидываться... и т. д. Всего 10 баллов, считая нулевой. Так же и шкала обилия растений Друзе является на прак- тике глазомерной оценкой, хотя в последнее время под нее стараются подвести количественную основу (Быков, 1973, стр. 124). Шкала скорости ветра (шкала Бофорта) является примером балльных систем, построенных для случая 2-го. Измерить ско- рость ветра с помощью анемометра не трудно, однако балл ы продолжают применяться. Между обеими шкалами установлено соответствие. Таблица 4.1 Шкала Бофорта (начало) Балл Определение Количественное выражение, м/сек Видимые признаки 0 Полный штиль 0 и.. 0,5 Дым поднимается вертикаль- но, листья неподвижны 1 Тихий ветер 0,6—1,7 Дым поднимается не вполне вертикально 2 Легкий ветер и т. д. до 13-го балла, считая нулевой 1,8—3,3 Ощущается па лице, ли- стья шелестят Здесь каждый балл является символом, условным обозначе- нном для опорной величины — определенного интервала 115
скоростей. На практике предпочитают пользоваться именно бал- лом ради краткости речи, так как для большинства практи- ческих целей безразлично, будет скорость ветра 0,8 или 1,2 м/сек, важно, что опа заключается в пределах, охватывае- мых 1-м баллом. Балл в данном случае имеет также то пре- имущество, что его можно определять, не пользуясь инструмен- том, по внешним признакам воздействия ветра на другие пред- меты. И. П. Шарапов (1966, стр. 111) пишет; «Балл по своей фор- ме имеет количественное выражение, но по существу это ка- чественное определение признака». С этим трудно согласиться. Балл — и по форме, и по существу — количественное выра- жение, но количество в нем огрублено, взято в терминах «от сих до сих». Качественный ряд: «большой, средний, малый» — может дать повод для недоразумений. То, что одному пока- залось большим, другому покажется средним или даже малым. Качественные определения могут заходить друг за друга, пе- рекрываться, баллы же не заходят никогда. Если они правиль- но определены, то никто не может сказать про явление 4-го балла, что оно относится к 3-му или 5-му. Иногда цифра стоит за баллом скрыто, она неизвестна, но опа всегда существует принципиально, всегда подразумевается. Шкала землетрясений была установлена Росси и Форелем в XIX веке по результатам толчка, и ее можно было принять за качественную, но впоследствии для силы землетрясений нашли количественную меру — ускорение сейсмической волны, выра- жаемое в мм/сек2 и измеряемое по отклонению маятника сейс- мографа на определенное число миллиметров. Все баллы оказа- лись привязанными к опорному ряду именованных чисел. Часто баллы выступают под «псевдонимами». Авторы, да- вая по сути дела шкалу в баллах, называют их бонитетом, груп- пой, классом, категорией и т. п. В некоторых случаях соответ- ствующий таксономический термин может быть легко заменен термином «балл». Это прежде всего относится к бонитетам. Иное дело — классы, категории, типы и т. п. Деление па них иногда бывает количественным, а иногда качественным. Пример типов, ио существу являющихся баллами, мы видим в работе С. С. Савиной (1957, стр. 27), где выделяются 5 ти- пов климата по суммарному дефициту испарения. Точно также Я. И. Перельман (1966, стр. 82) дает классификацию реакции природных вод из 4-х типов: сильнокислая, слабокислая, слабо- щелочная и сильнощелочная — по величине pH. Напротив, типы местности Ф. Н. Милькова (1966, стр, 127 — 128): плакорный, междуречный, останцово-водораздельный, при- речный, зандровый, надпойменно-террасовый и пойменный — никак не могут рассматриваться как баллы, так как не ложат- ся в количественный ряд и не могут быть оценены по какому- либо единому показателю. Так же не являются баллами типы 116
земель К- В. Зворыкина (1965, стр. 78—79), которые различа- ются по многим признакам: механическому составу, эроднро- папности, положению в рельефе, наличию гальки и т. д. В ряде случаев авторы характеризуют одну балльную шка- лу несколькими признаками. Если эти признаки независимые, они могут вступать в противоречие между собой. В таких слу- чаях следует один признак считать ведущим, индикационным, а остальные — иллюстративными, т. е. сопутствующими дан- ному баллу лишь в большинстве случаев. Так, в статье А. Л. Вдовина (1968, стр. 52—54), где дается оценка высоты снежного покрова, кроме главной величины, по которой разли- чаются зимы, приводятся для иллюстрации средний абсолютный минимум температуры, глубина промерзания почвы и т. д. Они ие могут служить для определения балла, так как заходят друг за друга, например, температурный минимум 1-го балла 36 - 37°, 2-го — 32—40°, 3-го — 35—37°. Автор, к сожалению, не указывает, что это признаки сопутствующие. Ю. А. Мещеряков и В. А. Филькин (1965, стр. 100) при- меняют баллы для выяснения влияния на некоторые явления нескольких разнокачественных явлений. В частности, их инте- ресует значение морфологических особенностей речных доли)! при определении тектонической активности районов Донбасса. Они учитывают особенность строения поймы, отношение ее вы- соты к высоте первой террасы, ширину поймы и характер забо- лоченности. По четырем показателям они выставляют баллы, » складывают их и находят коэффициент корреляции между их суммой и тектонической активностью, определяемой независи- мым методом. Корреляция оказывается удовлетворительной при высоких оценках и неудовлетворительной при низких. Это и естественно. Низкие баллы по первому признаку взяты исходя не из количественного критерия, а из качественного, пс подда- ющегося ранжированию по принятой классификации. Метод яв- ляется попыткой решения с помощью баллов задачи, обозна- ченной выше как третий случай. Кроме того, он является пе- реходом от измерительных баллов к оценочным. Диалогичное построение мы встречаем в статье М. Б. Гор- ную а и Д. А. Тимофеева (1958, стр. 88). Они приводят таб- лицу, где по абсциссам выписаны зоны и типы ландшафта, а по ординатам — рельефообразующие экзогенные процессы. В клетках дается 6-балльная оценка развития данного про- цесса в данном типе ландшафта. Хотя интенсивность про- цессов не может сравниваться (например, химическое выветри- вание и эоловая аккумуляция) и измеряются они в разных единицах, баллы для всех них одинаковы: 1 — развитие очень, сильное, 2 — сильное, 3 — умеренное, 4 — слабое, 5 — очень слабое, 6 — отсутствует. Предложенный авторами способ поз- воляет сравнивать, приводить к единой шкале количественные: ряды разной длины и размерности. 117
В последнем примере шкала начинается «сверху», с наибо- лее сильных процессов. Более удобно начинать ее «снизу». В этом случае шкала остается открытой. При включении в нее новых процессов, еще более интенсивных, чем известные ранее, к ней всегда можно добавить несколько баллов. Обычно шкала начинается с 0 или с 1, с 0 в тех случаях, когда в нее включают и хотят подчеркнуть полное отсутствие процесса или когда собираются производить с баллами даль- нейшие действия, для чего нулевой балл подчас бывает необ- ходим. Иногда участок шкалы переносится в отрицательную часть ряда целых чисел. Например, шкала может основываться на температурах. Позициям с температурами ниже 0° назна- чаются отрицательные баллы, выше 0° — положительные. Шка- ла гипсометрических ступеней может быть разделена таким же образом на высотные пояса, лежащие ниже и выше уровня мо- ря. Шкала широтных зон может быть построена так, что зоны южного полушария получат отрицательные баллы, зоны се- верного — положительные. Шкала строится как алгебраическая во всех случаях, когда классифицируемое явление имеет суще- ственно отрицательную и положительную части. Но формально ничто не мешает перестроить, например, температурный ряд следующим образом. Таблица 4.2 Перестройка температурной шкалы Интерна л, °C Балл алгебраиче- ский арифметиче- ский (иерест| о- енный) — 15 до -6 —1 1 — 5 » 4 0 2 + 5 » +14 1 3 -}-15 » ч-2'1 2 4 При этом шкала получает более простую форму, но зато надо всегда помнить, что температуры, близкие к 0°, имеют балл 2, что не очень удобно. К тому же алгебраическая шкала открыта в обе стороны, а арифметическая — только в верхнюю. При построении шкалы с отрицательной частью нередко до- пускают ошибку. Так, например, в статье Ю. А. Мещерякова и Л. Е. Сетунской (1960, стр. 86) авторы дают шкалу баллов («показателей») денудационных процессов: преобладание акку- муляции — 1, преобладание эрозии +1, интенсивная эрозия -- + 2. При исчислении суммы или среднего для нескольких слу- чаев эта сумма или среднее может попасть «в никуда»: (—1) + + (4-1) = 0, а нуля па шкале нет, нуль ничего пе значит. Та- ким образом, здесь нарушен принцип непрерывности ряда це- не
лых чисел. Этого можно было бы избежать, введя пулевой балл для районов, в которых процессы эрозии приблизительно компенсируются процессами аккумуляции. Неоправданным яв- ляется пропуск в шкале баллов и любого другого числа. Нелогично также построение шкалы дефлируемых почв X. Беннетта, приводимой в статье И. Я- Половицкого (1963, стр. 346). Беннетт избегает отрицательных величин и потому строит две отдельные шкалы для выдувания и аккумуляции почвы, обе начиная с малых интенсивностей процесса. Это его право. Но баллы (индексы) он распределяет, как показано в табл. 4.3. Таблица 4.3 Шкала Беннета Вынос Нанос Бали Определение Вынос почвы, % Валл Определение Мощность насоса, см I Отсутствует I Мелкий 0—15 II Слабый 0—25 11 Средний (равно- мерный) 15—30 111 Средний и Т. д. 25 -50 III Средний (бугри- стый п т. д.) 15-30 Здесь допущены четыре ошибки. 1. В левой и правой частях шкалы степень нарушения поч- вы измеряется в разных единицах. 2. Шкала денудации начинается с отсутствия выноса, в то время как шкала аккумуляции — с мелкого наноса. 3. Случай, когда выносится 0% почвы, относится к I и 11 баллам. В шкале наносов 0 относится к мелким наносам. 4. Баллы II и III в количественной шкале наноса отличают- ся друг от друга качественно; они должны быть слиты. Рациональной была бы классификация, приводимая в табл. 4.4. Таблица 4.4 Шкала Беннетта, исправленная Балл Определение % от ненару- шенной почвы —2 Средний вынос (-50)-(-26) — 1 Слабый вынос (—25)—(—6) 0 Незначительный вынос или нанос (-5)-5 1 Слабый нанос 6-25 2 Средний нанос '.И т. д. 26-50 119
Как все же следует поступать в тех случаях, когда в пре- делах одного балла нужно произвести дополнительное деление по другому признаку? Если этот признак не ранжируется (тип рельефа, растительности и т. п.), очевидно, приходится просто отказаться от системы балльных оценок. Если же он допу- скает выражение в количественных терминах, то возможна оценка явления по двум или нескольким системам баллов с применением многсступенной балльной шкалы. Многоступенчатость встречается преимущественно в шкалах оценочных баллов. Например, в статье А. В. Антиповой (1963, стр. 44) приводится классификация земель, применяемая в сельском хозяйстве США. Классификация представляет собой многоступенную балльную систему с включением на отдель- ных ступенях качественных признаков. Принцип соподчинения в ней правильный, хотя система не лишена недостатков. Ха- рактеристика дается по группам и видам земель, причем те и другие делятся последовательно еще по трем показателям каждый: группы — на классы и подклассы пригодности к ис- пользованию и необходимые меры ухода, виды — на типы почв, степени уклона поверхности и эродироваппости. Два из че- тырех признаков не ранжируются. Все данные записываются в виде шестичленного индекса, например Ub2-lOBh где два пер- вых и два последних символа обозначают ранжируемые при- знаки, а два средних — неранжируемые. Запись плохо обозри- ма, значения символов трудно запоминаются. Они оцениваются преимущественно из сравнения, но в виде индекса не имеют необходимых для этой цели соседей. Кроме того, из четырех ранжируемых величин две (подкласс и уклон) обозначаются буквами, что также неудобно, так как затрудняет определение места количественных показателей в ранжированном ряду. Между тем неранжироваиные показатели (меры ухода и тип почв) занимают без надобности цифровые ряды. Система была бы гораздо нагляднее, если бы была дана в виде таблицы (рис. 31). В клетках таблицы могут быть впи- саны или отмечены фактически встречающиеся земли, их пло- щадь, принадлежность или другие признаки. Конечно, показателей одного порядка может оказаться не по три, как показано па схеме, а значительно больше, в связи с чем таблица становится очень громоздкой. В этом случае можно строить порайонные таблицы, па которых будет меньшее количество классов земель, типов почв и т. д. Важным вопросом является распределение баллов по града- циям опорной величины. Он рассматривается в статье Л. И. Му- хиной (1970, стр. 145—146), но нуждается в более детальной разработке. Как ложится ряд баллов на ряд опорных интер- валов? Равномерно или сгущаясь к одному концу, или к центру, или в каком-либо другом месте ряда (рис. 32)? В зависимости от потребностей возможен каждый из этих случаев. < 120
Рис. 31. Упорядоченная таблица классификации земель по пригодности к использованию в сельском хозяйстве Предположим, что опорная величина имеет 80 градации (рис. 32, А). Безразлично, градаций чего: высоты волн, скоро- сти ветра, углов наклона, ценности земли. Во всяком случае эти градации выражаются какими-то именованными числами. Допустим, что степень точности, которая для нас необходима и достаточна, заставляет разделить шкалу па четыре балла. Если все части шкалы имеют для нас равное значение, т. е. различия между первыми градациями так же важны, как и между последними, что бывает, например, при шкалах пригод- ности земель для какого-либо сооружения, определяемых его стоимостью, то естественно распределить опорный ряд между баллами равномерно (рис. 32, Б). Чаще бывает, что колебания интенсивности явления играют особенно большую роль при слабой его выраженности, Так, крутизна склона в 5° или в 10° предопределяет использование 121
земли — в первом случае она годится под пашню, во втором - обычно только под выпас. А такая же разница между обрыва- ми в 70° и 75° не играет никакой роли. В этом случае нужна расширяющаяся шкала (рис. 32, В). Реже может встретить- ри с. 32. Различные показательные шкалы А — опорная арифметическая, Б — балльная равномерная, В — балльная расширяющаяся, Г — балльная сужающаяся, Д — опорная алгеб- раическая, Е— балльная алгебраическая, рас- ширяющаяся к концам ся сужающаяся шкала (рис. 32, Г). Она будет целесообразна, напри- мер, при классификации паводков, где подъем во- ды на ту же величину ста- новится, чем дальше, тем опаснее. Особый случай пред- ставляют алгебраически*' шкалы. Выше уже гово- рилось, что, когда опор* пая величина переходит через нуль (рис. 32, Д), естественно так же пост- роить и шкалу баллов. Ес- ли значение градаций па- дает к обоим концам опорной шкалы, то шкала баллов будет расширяться от центра к краям (рис. 32, Е). Расширение и сужение шкал баллов могут приходиться и нс на пуль опорной шкалы, но представить себе случаи, когда такое распределение может понадобиться, доволь- но трудно. Легко видеть, что сгущение баллов должно производиться в той части опорной шкалы, где она дает наибольшую инфор- мацию. Любая шкала делит непрерывный ряд чисел иа отрез- ки равной информативности. Если распределение баллов не равномерно, они должны возрастать или убывать по закону той или иной математиче- ской функции. Баллы, не подчиняющиеся закону, то увели- чивающиеся, то убывающие, «прыгающие», нелогичны и при использовании в статистике (например, при подсчете числа слу- чаев, приходящихся на каждый балл) могут повести к серь- езным ошибкам. Примером неправильно построечной шкалы (правда, не на- зываемой автором балльной шкалой) является шкала густоты речной сети О. Л. Лосева (1969, стр. 7): с интервалами 0, 4, 3, 5. Никаких аргументов в оправдание неравномерности ин- тервалов автор не приводит. Техника построения расширяющихся шкал несложна. Про- иллюстрируем ее опять-таки па примере рис. 32. Обозначим же- лательное число баллов через п, длину отрезка опорной шкалы через L. Заметим, что всегда п< L, потому что создавать бал- 122
лы, которые меньше, чем единица измерения, и которые, сле- довательно, нельзя измерить, не имеет смысла. L связано с п какой-либо функциональной зависимостью. Удобно использо- вать для этого, например, показательную зависимость L пх. (4.1) Задача состоит в определении показателя степени х. Ло- гарифмируем: х—(4.2) 1g п В примере, изображенном на рис. 32, £ = 80, п = 4 1g 80 । Х=——= 3,16. 1g 4 При х>1 L в общем случае оказывается неправильной дробью. Шкала расширяется с темпом, соответствующим экс- поненте. Вычислим интервалы, соответствующие отдельным бал- лам: I £= 13’1(!;= 1,0 интервал 0—1,0 Il L = ‘2^s=-.8,9 „ 1,0-8,9 III £ = 33^ = 32,4 „ 8,9-32,4 IV 80.0 „ 32,4-80,8 Между количественными эквивалентами баллов следует ос- тавлять небольшие промежутки, равные точности измерения, во избежание неопределенности в отнесении объектов к тому или иному баллу. Так, в пашем примере правильнее считать: I 0,0—0,9; II 1,0—8,8; III 8,9—32,3; IV 32,4—80 или при точно- сти до единицы: 1 0—1; II 2—8; III 9—32; IV 33—80. К. С. Лазаревич (устное сообщение) предложил вводить в формулу (4.1) коэффициент с. Тогда темп нарастания интер- валов можно изменять по желанию. Действительно, если cL = nx, (4.3) (4.4) 1g п и при с, равном, например, 2, получается следующий ряд цифр: 0,5; 5,3; 28; 80. Как видно, по сравнению с рядом без коэффи- циента первые интервалы сужаются, последние расширяются. Однако этот способ имеет тот недостаток, что при нем первый балл получается дробным и, следовательно, не может быть из- мерен в единицах опорной шкалы. Если разница между баллами получается слишком резкой, лучше увеличить их число (сравните на рис. 32, В п Е). В об- 123
разном случае его можно уменьшить. Но можно также по- строить шкалу, пользуясь другой функцией например, суммы арифметической прогрессии; L ^[2п1 |г (/л — 1)] <4-5’ или суммы геометрической прогрессии: L д.(1 V) । - q (4.6) Рис. 33. Балльные шкалы з декар- товых координатах. Обозначения см. на рис. 32 задавшись предварительно двумя из трех величин. Этими тре- мя величинами являются в первом случае: величина первого интервала а,, число баллов п, разность прогрессии г; во втором — те же две первые величины и знаменатель про- грессии q. Третья величина определяется из уравнения. Примеры построения балль- ных шкал, основанные на прогрессиях, встречаются в работе С. И. Сильвестрова («Районирование террито- рии СССР»... 1965). Сужающаяся к концу шкала (см. рис. 32, Г) стро- ится точно так же, как рас- ширяющаяся, только деле- ния откладываются с конца. Для построения сужающей- ся к центру шкалы (см. рис. 32, Е) надо произвести рас- чет для ее половины, беря п (учитывая, что надо выделить нулевого балла). В нашем при- = 40. Окончательную нумерацию, если па 0,5 больше числа баллов интервал для половины мере взято « = 5,5 и L„ желательно, можно дать в положительных числах. Следует отметить, что интервалы показательных шкал за- висят от размерности. Если, например, составить шкалу вол- нений в зависимости от высоты волн и измерять волны в мет- рах или в дециметрах, то размеры баллов, т. е. их значения по соответствующей опорной шкале, будут в обоих случаях раз- ными. Например, при диапазоне волнений от 0 до 10 м и 5- балльной показательной шкале граница 4-го и 5-го баллов, при измерении в метрах придется на 7,3 м, а при измерении в де- циметрах — на 53 дм, т. е. на 5,3 м. При более мелкой еди- нице измерения малые баллы сжимаются, а большие расши- ряются. 124
Таким образом, каждая система баллов действительна толь- ко для той размерности, для которой она создана. Это, однако, не является серьезным недостатком, так как баллы — система относительных величин. Их главная ценность — в возможности сравнивать одноименные величины, имеющие разное значение. Это свойство сохраняется при соблюдении определенной раз- мерности. Если отложить опорные шкалы по оси абсцисс, а балль- ные — по оси ординат, то соотношения их изобразятся анали- тическими кривыми. На рис. 33 даны в координатах те же со- отношения, что и на рис. 32. § 4.2. СЛОЖНЫЕ БАЛЛЫ Сложные, вычисляемые баллы получаются в резуль- тате арифметических действий с простыми баллами. Возникает вопрос: насколько законно, насколько вообще логично проделы- вать арифметические действия над баллами, являющимися по- рядковыми номерами, обозначающими интервалы именованных чисел самой различной размерности? Складывать баллы можно только в том случае, если складываются числа па их опор- ных шкалах. А последние можно складывать, предварительно обезличив или, как говорят, нормировав их, т. е. пересчитав в проценты или в доли единицы от средней или максимальной для данной шкалы величины. Тем самым они превращаются в отвлеченные числа. Существуют еще некоторые ограничения математического порядка. Возьмем шкалу баллов (рис. 32, Б) и проделаем с ней простейшую операцию: выведем средний балл из позиций 2 и 4. Такой случай может встретиться на практике. Если бал- лы, например, представляют характеристики районов, причем два района, оцениваемые баллами 2 и 4, но слишком малые, что- бы оцениваться порознь, лежат рядом, может возникнуть во- прос: пе объединить ли их в один район? В таком случае, где будут лучше условия для задуманного мероприятия: в объ- единенном районе или в соседнем, характеризуемом баллом 3? Выпишем следующий ряд цифр: Шкала баллов (рабочая часть): Средний балл по объединяемым районам: Интервалы опорной шкалы (ра- бочая часть) при равномерной шкале баллов: Середина интервалов: Средний показатель по объеди- няемым районам согласно опор- ной шкале: 2 3 4 (2+4) :2=3 21 — 40 41-60 61—80 30,5 50,5 70,5 (30,5+70,5): 2=50,5 125
В опорной шкале так же, как и в шкале баллов, среднее по объединяемым районам равно цифре, характеризующей сосед- ний район. Из факта совпадения двух шкал вытекает, что ос- реднение закономерно. Проделаем те же действия с расширяющейся шкалой (см. рис. 32, В). Первые две строчки такие же, как в предыдущем случае. Интервалы опорной шкалы при расширяющейся шкале баллов: 1, 1-8,9 9,0—32,4 32,5—80,0 Середина интервалов: 5,0 20,7 56,3 Средний показатель по объединя- емым районам согласно опор- ной шкале: (5,0+56,3):2=30,7 В опорной шкале средний показатель по объединенным рай- онам сдвинулся от середины интервала, сравниваемого с райо- ном, имеющим балл 3 (20,7), но все еще находится в его пре- делах: между 9,0 и 32,4. Однако такой относительно благопри- ятный результат получается только при данной опорной шкале. Если шкала окажется длиной не 80, а, например, 200 сдинип, то в ней интервалы, построенные по той же степенной зако- номерности, выразятся иными цифрами. Первые две строчки опять же остаются без изменений. Интервалы опорной шкалы при расширяющейся шкале баллов: 2—14 15—66 67—200 Середина интервалов: 8 41 134 Средний показатель но объединя- емым районам в опорной шкале: (84-134) : 2 = 71 То есть но балльной шкале объединенный район относится к баллу 3, а при проверке по опорной шкале — к баллу 4, между 66 и 200. Таким образом, выведение среднего балла попело к ошибочному представлению относительно пригодности террито- рии для заданной цели. Выводя средний балл при неравномерных шкалах, мы не гарантированы от получения заниженного (при расширяющей- ся шкале) или завышенного (при сужающейся) результата по сравнению с истинным. Следовательно, выведение среднего балла при неравномерных шкалах методом простых средних недопустимо. К сожалению, иногда предпринимаются попытки вычисле- ния средних баллов, основанных на неравномерных шкалах. Так, И. П. Шарапов (1966, стр. 113) выводит средний балл постоянства угольных пластов Донбасса, исходя из оценок, приводимых Е. О. Погребицким (1956), шкалу которого сле- дует отнести к неправильно расширяющимся (0—2, 2—3, 4—10, 10 20, 30—50 кв. км). Выведение среднего из таких шкал является некорректным. 126
При сложении баллов даже равномерные шкалы иногда приводят к недоразумениям. Но здесь причина лежит в ло- гической ошибке, а не в математической. Сложение применяется преимущественно при оценочных баллах, когда каждый объект оценивается по ряду признаков, а затем выводится общий балл для суждения о пригодности пли опасности объекта для заданной цели. В таких случаях выбор производится с учетом как частного, так и результиру- ющего баллов (Мухина, 1970). Предположим, что мы оцени- ваем территории с точки зрения их пригодности для велоси- педного туризма. Главными показателями здесь будут прохо- димость и ветры. Оба фактора оценим по 5-балльпым шкалам, начиная от худших условий к лучшим. Допустим, что на одной территории обнаружены: проходимость, оцениваемая в 1 балл (густая сеть оврагов), ветры — в 5 баллов (почти постоянный штиль), па другой — проходимость 3 балла (небольшая всхолмленпость) и ветры — тоже 3 балла (умеренные ветры). Ясно, что первая территория, несмотря па пятерку по одному из показателей, будет абсолютно неприемлема для поставлен- ной цели, вторая — приемлема. Между тем сумма баллов бу- дет одна и та же: 14-5 = 3 + 3 = 6. Ошибка усугубится при неравномерной шкале. Допустим, что оценка территории производится по двум факторам. Одна территория получает при этом опять же экстремальные оцен- ки, например 2 + 4, другая — средние, 3 + 3. Предположим, что опорные шкалы переведены нами в доли от наибольшего зна- чения каждого фактора, т. е. нормированы. Во избежание лишних вычислений примем соотношение балльной и опорной шкалы такое же, как в примере с опорной шкалой па 200 еди- ниц. Тогда суммы оценок при указанных баллах по опорной шкале будут: 8 + 134=142, 41-ф41=82, 142>82, что явно не соответствует реальной ценности районов. Следующим усложнением является умножение баллов: во- первых, па постоянную величину и, во-вторых, па другой балл. Первый из этих методов применяется при умножении бал- лов на коэффициенты взвешивания пли веса, в чем возникает потребность, например, когда вторичный фактор сни- жает (или повышает) вес оценочных баллов, выведенных по главным факторам, па определенный процент. Например, II. Ф. Тюменцев (1963, стр. 273) при оценке угодий, назначив баллы всем видам почв, затем снижает их с учетом мелкоконтурности. Балл для угодий от 8 до 4,6 га умножается па 0,9, менее 4,6 га — на 0,8. В основу исчисле- ния коэффициентов он кладет фактические данные об увеличе- нии расходов па тракторную обработку полей соответствуюгце- 127
го размера. Логичность такого приема не вызывает сомнения при условии, что данные для вычисления дают одинаковый ре- зультат на почвах всех типов. Е. Л. Райх замечает (1971, стр. 104 105), что веса фак- торов в большинстве случаев определяются интуитивно п по- тому интегральные оценки условий не имеют четкого обосно- вания. А между тем они с помощью определенных приемов все же поддаются определению. На примере задачи о зависи- мости распространенности шистозомоза от географических фак- торов она находит линейную функцию: N=a0-\-a{X^a2X^ .^апХп, (4.7) где %|, Х2, ..., Х„— географические факторы, а0, ah ..., а„ — неизвестные веса. Она устанавливает их величину методом наи- меньших квадратов, применяемых обычно, когда число уравне- ний превышает число неизвестных. В работе М. И. Нейштадта (1933, стр. 191 193) к основ- ному баллу качества торфяной подстилки вносятся поправки путем прибавления или убавления определенного числа баллов (за ботанический состав, степень разложения, влажность). Но поскольку основной балл жестко фиксируется по главному компоненту ботанического состава, то эта операция равпосиль па его умножению на постоянный коэффициент, только вычис- ление произведено заранее и результат сведен в таблицы. Ав- тор не говорит, на каком основании он устанавливает попра- вочные коэффициенты, но из контекста можно понять, что ос- нованием для этого послужила теплотворная способность соот- ветствующих сортов торфа. Иной случай представляют коэффициенты, не подкреплен- ные экспериментальными или литературными данными, выбран- ные автором по интуиции. Оценки, выведенные таким обра- зом, не имеют реальной ценности. Например, Е. А. Поповиче» (1968, стр. 29), пытаясь оценить достаточность информации в инженерно-ландшафтных исследованиях по трассе Урало-Пе- чорской железной дороги, делит все сообщенные сведения на 4 «элемента»: показатели, события, признаки и элементарные события — и присваивает им оценки: соответственно 4, 3, 2, 1. Он называет их баллами, но они ими не являются, потому что не базируются на какой-либо опорной шкале. Опп скорее подходят под понятие коэффициентов. Оценивая таким образом всю собранную информацию, он приходит к выводу о ее не- достаточности. Но разве не очевидно, что, перемени он местами пару элементов, например назначь признакам множитель 3, а событиям множитель 2 (чему абсолютно ничто не препятс!- вует), и результат, может быть, получится иным. Присвоение разнородным баллам весов, в отдельных слу- чаях применяемое без какой-либо мотивировки, ведет к зпа- 128
чительному увеличению субъективности и произвольности балль- ных шкал. Так, К. Т. Кильдема (1963, стр. 238) обоснованно строит оценку лугов на кормовых единицах, но при наличии каменистости считает необходимым снижать балл в 2—3 раза, никак не мотивируя эту цифру. Авторы в таких случаях не замечают, что, заботясь об объективности шкал, они затем сво- дят результаты на нет путем умножения их на субъективно подобранные коэффициенты. Н. Ф. Тюменцев, вводя кроме поправок к оценкам земель на мелкоконтурпость множество других, менее обоснованных (на механический состав, мощность, заболоченность, окульту- ренность почв), признает, что это — временная мера, к кото- рой приходится прибегать, пока нет оценок на все почвенные разности. В законности перемножения частных оценочных баллов для выведения общего балла иногда высказываются сомнения. Предпочтение отдается сложению. Но метод перемножения имеет ряд преимуществ, что делает его применение желатель- ным во всех случаях, допускающих оба решения. Эти преиму- щества следующие. Если при отсутствии некоторого фактора то или иное дей- ствие оказывается невозможным, какие бы высокие оценки ни давались остальным факторам, то умножение дает суммарный балл, равный нулю, сложение же может дать очень высокий балл, если другие факторы оцениваются высоко. Сторонники применения только сложения пытаются обойти возникающие при этом затруднения путем установления «лими- тирующих факторов», т. е. заранее уговариваются, что при оцен- ке некоторых факторов, равной пулю или единице, результат суммирования будет приниматься также равным нулю, как бы велика ни была сумма остальных оценок. Помимо математиче- ской некорректности такого приема (здесь мы переходим с ма- тематического принципа на обывательский: «у нас получается большая цифра, а мы все-таки будем ее считать нулем») он ведет к неприятному скачку на шкале баллов (рис. 34). При нуле балл равен нулю, а при ничтожном превышении его он сразу приобретает значимую и, может быть, очень большую величину. Иногда это приводит к математически необъясни- мым перескокам: например у И. В. Канцебовской и Л. И. Му- хиной (1972, стр. 65) при наличии прямых шкал (чем боль- ше, тем лучше) объекты с большой суммой частных баллов, например 33, получают суммарный балл 1, а объекты с мень- шей суммой, например 32, получают высокую оценку бал- лом 3. Допустимым является комбинированный прием, когда ос- новные факторы перемножаются, а второстепенные, обращение в нуль которых не исключает значимого результата, складыва- ются. 129 5 Зак. 2825
Перемножение средних или посредственных баллов всег- да дает больший результат, чем перемножение баллов, рав- ных им по сумме, но имеющих экстремальные значения. На- пример: 3-3-9, 2-4 = 8, 1-5=5, 9>8>5. П.'ор'-.'л,; или частные баллы Рис. 34. Геометрическая интер- претация «лимитирующего фактора». J — ход кривой при наличии «перескоков», 2 — при лимитирующем факторе, 3 — ход кривой нормальной шкалы баллов Эго соответствует истин- ному положению, возникаю- щему в большинстве оценок при условии, что учитывае- мые факторы равноценны. А при сложении этих цифр суммы получатся одинако- выми, если шкала равномер- на, или даже идут в обрат- ном порядке, если она рас- ширяется. Преимущество умноже- ния сказывается и при выве- дении геометрического сред- него двух или нескольких суммарных оценок. Если мы, как раньше, имеем один район с оценками 2 и 4, а другой — 3 и 3, то,' высчиты- вэя средние геометрические, имеем: /3-3 = 3; /'2-4 = 2,83; 3>2,83, т. е. результат нам сразу говорит о том, что район с резко различными оценками менее пригоден для поставленной це- ли, чем район с близкими, умеренными оценками. При нерав- номерной шкале среднегеометрическая устойчивее держится в той же градации, чем среднеарифметическая. Единственным недостатком умножения по сравнению со сложением являются сопутствующие ему большие цифры, ко- торыми неудобно оперировать. Деление их па 10 или на 100 не упрощает положение, так как в этом случае приходится иметь дело с десятичными дробями. Обычно авторы выходят из по- ложения, заменяя слишком большие или сложные баллы, кото- рые в этом случае можно назвать промежуточными, меньшими или простыми путем редукции шкалы. Например, С. И. Силь- вестров («Районирование территории СССР...», 1965, стр. 79), получив комплексную шкалу путем перемножения трех про- стых балльных шкал факторов эрозии, впоследствии редуцирует ее в расширяющуюся вторичную шкалу. 130
Таблица 4.5 Редуцированная шкала С. И. Сильвестрова Комплексные баллы Определение промежуточные редуци- рованные 0 0,01—0,12 0,13—0,27 0,28—0,46 0,47—0,70 0,71—1,00 1,01—1,38 1,39—1,86 I II ш IV V VI VII VIII Влияние на эрозию от- сутствует Практически незаметное влияние Очень слабое влияние Слабое » Умеренное » Значительное » Сильное » Очень сильное » Рис. 35 иллюстрирует эту операцию. Существует терминологическая путаница, основанная на не- точном определении слова «балл». Промежуточные баллы на- зывают просто баллами или показателями, редуцированные бал- лы — классами, классами бонитета или категориями. Между тем именно редуцированные баллы наиболее полно подходят под данное в начале главы определение. А промежуточные баллы играют роль опорной шкалы, так как, являясь резуль- татом сложения или умножения нескольких простых шкал, по- строенных по разным факторам, ни па одну из опорных шкал этих факторов опираться не могут, а представляют собой но- вый возрастающий или убывающий ряд чисел. § 4.3. СООТВЕТСТВИЕ БАЛЛОВ ИЗУЧАЕМЫМ ЯВЛЕНИЯМ Для того чтобы сложные баллы в точности соответ- ствовали качеству оцениваемого явления, надо произвести вы- бор между сложением, умножением и иными действиями. А для этого надо прежде всего разобраться в сути изучаемого яв- ления. Если два объекта оцениваются по двум признакам — один баллами 3 и I, а другой 3 и 5, то надо выяснить, во сколько раз выгоднее или удобнее будет провести мероприятие в усло- виях второго объекта по сравнению с первым. 3+1=4] 3+5 = 8 ) ВДВОе 3-1=3 | 3-5=15 j впятеро 5* 131
(Ldhijni' угодий! о. 02 ' t Шкала pe^ibfitpn _____________ , о u Л Рис. 35. Построение и редукция шкал по С. И. Сильвестрову «Райониро- вание территории СССР...», 1965) Вдвое или впятеро? Для определения этого всегда можно подобрать критерий, будь то увеличение урожая на различ- ных полях или увеличение допустимого числа посещений ту- ристов на рекреационных площадях. И в зависимости от ре- зультата расчеты выбирать то или иное математическое действие. Дело, таким образом, сводится к построению математиче- ской модели некоторой системы, т. е. к раскрытию идейной формулы: k2B, k3C, ... , kn-\KknL}, (4.8) где У — общая благоприятность избранных условий для цели, ради которой строится балльная шкала, А, В, С,..., К, L — факторы или признаки, от которых зависит достижение этой цели, kit k2 и т. д. — коэффициент взвешивания, п— число учи- тываемых факторов. Раскры- тие формулы заключается в подстановке на место за- пятых знаков определенных математических действий. Нетрудно видеть сходство формулы (4.8) с формулой Е. Л. Райх (4.7). Коренной вопрос всех балльных систем, построен- ных на сложении или умно- жении разнородных бал- лов, — соответствует ли ре- зультат истинному положе- нию вещей в природе или хозяйстве — окончательно решается с конца, т. е. путем проверки практикой. Напри- мер, при составлении балль- ной шкалы С. И. Сильвест- рова имелись изученные рай- оны, для которых интенсив- ность эрозии была хорошо известна. Для них были вычис- лены, так же как и для всех районов, промежуточные баллы, и по ним получены баллы редуцированные. Если при этом оказывалось, что какие-либо из изученных районов по- падают не в свои баллы, скажем в балл V (умеренная эро- зия), 1в то .время iKaiK на самом деле территория соответствует баллу VI (значительная эрозия), то из этого делался вывод, что шкала неверна: или не учтен какой-то важный фактор, или одному из взятых факторов придано слишком большое илп слишком малое значение, или, наконец, неверно произведена редукция. Автор много раз перестраивал свои шкалы, пока добился приблизительного совпадения всех эмпирически изве- 132
стных ему точек с вычисленными. После этого можно было со значительной долей вероятности считать, что и неизученные районы (которых всегда гораздо больше, чем изученных) по- падают на соответствующие им места. Н. Л. Благовидов (1960, стр. 36) даже построил вариаграмму из 212 известных точек для проверки совпадения баллов почв с величиной урожаев, служащих основой его шкалы. При составлении любых оценочных шкал крайне важно най- ти такие реперные точки, где задуманное мероприятие уже осуществлено или влияние факторов на объект, подвергаю- щийся их действию, уже известно, и по ним проверить шка- лу баллов. Без такой проверки все оценки будут недостовер- ными. Наиболее серьезная попытка установить принципы опреде- ления коэффициентов взвешивания принадлежит А. А. Минцу (1968), попытавшемуся дать сводку условий, от которых зави- сит рентабельность добычи природных ресурсов. Он убедился, что для каждого ресурса существует множество факторов, при- родных и экономических, облегчающих или затрудняющих его использование, причем факторы эти неравноценны. Отсюда воз- никает потребность в коэффициентах взвешивания. Он пришел к выводу, что найти их позволяет «только специальное анали- тическое исследование, направленное на выявление очищенного влияния каждого отдельного фактора...» (стр. 71), т. е. иными словами построение той же математической модели. Но по- скольку такого исследования пока не проведено, он допускал временное решение с помощью коэффициентов, оцененных в экс- пертном порядке. Это значит, что решение вопроса переклады- вается на экспертов, из которых один говорит, что данный фактор влияет, например, в 3 раза слабее, чем главный, вто- рой — что в 2 раза, третий — что в 4, потом из их мнений выводят среднее и принимают его за коэффициент взвешива- ния. Сомнительно, чтобы мнение десяти людей, не очень заин- тересованных в правильном решении вопроса и за пего не отвечающих, было более-справедливо, чем мнение самого автора. По всей вероятности, проведение хотя бы очень приблизи- тельных расчетов конкретного влияния каждого побочного фак- тора, доступное при данном состоянии науки, более продуктив- но, чем ссылка на экспертов. Эту же проблему разрабатывали Е. Б. Лопатина иО.Р. Ла- заревский (1966). Они ставили перед собой задачу оценки ресурсов, ио включали в нее все условия жизни населения. Задача была очень широкая, а, как я уже говорил, чем шире задача, чем труднее положиться на справедливость оценки. Авто- ры указанной работы становятся в тупик перед тяжестью по- дыскания реальной величины коэффициентов взвешивания (или коэффициентов значимости, как они их называют). В конце 133
концов они приходят к той же экспертной оценке, называемой иначе методом Дельфи. В работе Е. Б. Лопатиной и др. (1970, стр. 53) упоминает- ся еще о двух методах определения коэффициентов взвешива- ния: придание веса, обратного рангу показателя, и дисперсион- ному анализу. Первый из них сами авторы статьи называют «ма- ло обоснованным», второй — безусловно серьезен и может спо- собствовать построению математической модели явления, но он применительно к географическим наукам, кажется, никем еще не проверен. Новый метод определения коэффициентов взвешивания пред- ложил при оценке условий жизни населения В. В. Шкурков (1969). Он выделяет несколько ведущих факторов, которые принимает за влияющие на население в равной степени (при одинаковом балле). Затем он устанавливает коэффициенты кор- реляции между средней оценкой по этим факторам и оценкой для каждого в отдельности второстепенного фактора. Коэффи- циенты корреляции ои принимает за коэффициенты взвешива- ния этих факторов. С логикой В. В. Шкуркова трудно согласиться. Коэффи- циент корреляции какого-либо фактора, имеющего весьма ма- лое значение, но тесно связанного с условиями, благоприятны- ми для обитания людей, будет хорошо коррелировать с глав- ными факторами, получит коэффициент, близкий к единице, и войдет таким образом в расчет как один из ведущих факто- ров. А какой-нибудь фактор, по значению приближающийся к главным, может оказаться корреляционно слабо связанным с большинством ведущих факторов и останется в пренебрежении. Странно, что большинство упомянутых авторов не попыта- лось проанализировать, насколько фактически улучшается или ухудшается исследуемое явление — условия жизни населения под влиянием второстепенных факторов. Проверку можно бы- ло произвести по таким результативным данным, как средний доход семьи, статистика заболеваний, процент рождаемости. Также остались непроверенными системы баллов и коэффици- ентов взвешивания по известным эталонам или «реперным точ- кам». Во всяком случае в их произведениях об этом не упо- минается. При отсутствии данных о действительном весе факторов меньшим злом является решение, принятое Ю. А. Ведениным и Н. Н. Мирошниченко (1969, стр. 55), которые при выявлении местностей, пригодных для рекреационного использования, ото- брали только главные факторы и приняли, что все они име- ют равный вес. Всем второстепенным факторам они придали вес, вдвое меньший. Вряд ли разнообразные «глазомерные» коэффициенты взвешивания, введенные для многих побоч- ных факторов, значительно увеличили бы точность их оце- нок. 134
Прав А. Д. Арманд, когда он пишет: «Если... исследование направлено па какую-либо конкретную цель, результат кото- рой может выражаться количественно... то коэффициенты при параметре могут быть найдены с помощью факторного анали- за. В общем случае, однако, введение «весов» повышает вли- яние труднокоптролируемых личных взглядов исследователя на конечный результат и может свести до нуля все преимущества количественного метода» (1973а, стр. 113). Нередко недостатком сложных шкал являются излишние ре- дукции, иногда еще осложняемые их перевертыванием. Изли- шества редукции заключаются в более чем однократном реду- цировании шкал. Так, например, в упоминавшейся работе Н. Л. Благовидова дается стабильная система оценки земель в 100 баллов бонитета, затем они соединяются в 10 «деталь- ных качественных оценок» (фактически тоже баллов), которые затем, уже без номеров, редуцируются в 3 класса: лучших, средних и худших земель (стр. 14). Такая «двойная бухгал- терия» без надобности осложняет систему оценки. Но у Н. Л. Благовидова шкалы во всяком случае не перевертыва- ются. В работе К- Т. Кильдема приводится оценка лугов А. Лил- лема (стр. 249), в которой низшие значения промежуточных баллов соответствуют высшим редуцированным баллам (клас- сам бонитета). Н. Ф. Тюменцев, прибегающий к такому же приему, в результате вынужден говорить о «повышении оценоч- ного балла» с 5-п категории до 3-й. Прием перевертывания шкал не следует рекомендовать. По- рядок от низших оценок к высшим часто нарушается (напри- мер, в работе «О необходимости количественного учета...» (1958, стр. 17—18), где была принята шкала, выработанная комиссией Почвенного института им. В. В. Докучаева) ради совпадения с торговой терминологией: «1-й сорт — лучший сорт». При ма- тематической обработке такой порядок вызывает ненужные за- труднения. В заключение надо упомянуть о попытках оценивать в бал- лах восприятие ландшафта: его эстетическую ценность, образо- вательное значение и т. д. (Лопатина и др., 1970, стр. 52). Здесь мы из области оценок для коллектива вступаем в область оценок для индивидуума, которая всегда специфична. К тому же мы не имеем иных средств оценки, кроме приписывания личного вкуса исследователя будущим потребителям. Наконец, сам исследователь может дифференцировать свои восприятия ландшафта вряд ли в большей степени, чем в терминах «хо- рошо — плохо». Эти качественные определения лучше не пы- таться переводить в шкалу баллов. Л. И. Мухина (1970, стр. 143) пишет, что качественные, словесные оценки обычно не встречают возражения, в то вре- мя как количественные часто ставятся под сомнение. Это про- исходит потому, что авторы последних не соблюдают или не 135
объясняют правила балльного исчисления. Л. И. Мухина при- ходит к правильному выводу, что цифровые оценки все же имеют ряд преимуществ. В случае оценок восприятия всегда лучше постараться за- менить словесные оценки данными, в какой-то мере допуска- ющими количественную оценку, например для рекреаций — разнообразием типов ландшафта, богатством органического ми- ра, обилием исторических памятников, углом и дальностью об- зора и т. д. Хороший пример такой замены дается в статье Л. И. Мухиной и В. В. Савельевой (1973, стр. 98—101). Авто- ры, оценивая горную территорию для рекреационных целей, пе- реводят в количественные показатели три из четырех крите- риев пейзажного разнообразия, два из трех критериев оценок фото-охотничьих угодий и т. д. Из остальных критериев боль- шинство решается в терминах «есть—нет», т. е. по существу в скрытой двухбалльной шкале. Наконец, меньшинство показа- телей не переводится в количественные шкалы только за не- достатком изученности, например, шкала: «заболочено—сыро— сухо». Другой путь улучшения качества оценок — сужение це- ли: отбор рекреационных площадей отдельно для любителей гор, для любителей степей, для любителей морских побережий и т. д. Опыт показывает, -что даже такое разделение является не- достаточным. Так, в только что процитированной статье авторы приводят отдельные шкалы оценок территорий для учебно-по- казательных и спортивно-тренировочных целей. Первые осно- ваны на наличии обнажений, количестве видов растений пт. д., вторые — на наличии скал, крутизне склонов и т. д. У них пег ни одного общего критерия. Местность, идеальная для трени- ровки скалолазов, может оказаться неинтересной в познава- тельном отношении и наоборот. Нужно оценивать местности от- дельно не только для любителей гор вообще, но и, кроме того, для любителей лазить но горам или их изучать. Может возникнуть вопрос: чем же помогают оценочные балльные шкалы при решении, как использовать данный объ- ект? Только констатацией: трудно или легко, дорого или деше- во создать выбранный объект в данном месте. Это важно. Но сам выбор объекта решается независимо от оценочных шкал, на основе общественной потребности, и иногда даже в ущерб экономике (Лопатина и др., 1970, стр. 49, 51). Пробле- му оптимизации путем оценок решить нельзя. Тем не менее метод оценок имеет очень много применений В настоящее время ставится даже вопрос о создании особой науки квалиметрии (Мухина, 1970, стр. 142). Название вы- брано не совсем удачно, так как подразумевает, что оценка бывает только качественной. Однако 'самый предмет является безусловно важным и заслуживает дальнейшего исследования.
5Г еографические классификации1 § 5.1. УПОРЯДОЧЕНИЕ ПОНЯТИЙ Среди географов нередко можно встретить пренебре- жительное отношение к логике. Призывы неуклонно соблюдать законы логики при формулировке природных закономерностей, объяснений наблюдаемых явлений и особенно при районирова- нии и разработке легенд карт часто рассматриваются как про- явление формализма, поскольку логика официально называется «формальной». Логическому анализу явлений как методу, якобы кабинетному, оторванному от жизни, противопоставляют экспе- римент и полевые исследования. Доходит до того, что логику считают чуть ли не разновидностью схоластики. Между тем дело обстоит как раз наоборот. Творец научной логики Аристотель и лучшие мыслители всех времен: Ибн-Сина, Ф. Бэкон, Р. Декарт, Г. Лейбниц, М. В. Ло- моносов — видели в логике именно средство борьбы со схола- стикой, средство выявления и доказательства истины. Классики марксизма-ленинизма неоднократно указывали на необходи- мость изучения логики для применения ее в области естествен- ных и общественных наук. «Логика есть учение не о внешних формах мышления, а о законах развития «всех материальных, природных и духовных вещей», т. е. развития всего конкретного содержания мира и по- знания его, т. е. итог, сумма, вывод, истории познания мира»,— писал В. И. Ленин (Поли. собр. соч., т. 29, стр. 84). И далее ци- тируя Гегеля: логика представляется «общей истиной, сто- ящей не наряду с прочими предметами и реальностями как от- дельное знание, но как существенное содержание всех иных знаний» (там же, стр. 91). Одной формальной логики недостаточно для раскрытия исти- ны и даже для систематизации ранее известных положений, но можно утверждать, что 'всякое положение, выведенное в нару- шение законов логики, ошибочно. Формальная логика рассмат- ривает законы мышления и природы как навсегда данные, их эволюцию познает логика диалектическая. Но законы и надо рассматривать статически, в определенном разрезе времени, иначе они утратят свою «законность». «В реальном процессе по- знания средства диалектической и формальной логики даны в единстве» (Кондаков, 1967, стр. 428). 1 См. также статью Арманда Д. Л., 1964 а. 137
Нет такого положения, что мы можем придерживаться или не придерживаться законов логики. В последнем случае мы обязательно приходим к нелепостям, которые логики деликатно называют ложными умозаключениями. Об обязательности логики географам необходимо помнить при систематизации всякого рода географических объектов и при районирова- нии. Начнем с уточнения некоторых понятий, которыми нам при- дется пользоваться в дальнейшем. Разделение всей совокупно- сти объектов, связанных известным сходством, ранжированных по какому-либо признаку и соподчиненных так, что низший ранг относится к высшему, как часть к целому, называется систе- ма т и з а цд е й. Таким образом, систематизация наиоолее широкое понятие: «установление порядка между частями целого на основе определенных закономерностей, принципов или пра- вил» («Систематизация», 1956, стр. 160). Классификацией я буду называть разделение на группы предметов, однородных в каком-либо отношении. Классифицировать можно науки, гео- сферы, компоненты, типы ландшафта, климата, рельефа и т. д., но нельзя сопоставлять в одной классификации, скажем, арид- ный климат с горным рельефом, так как они не имеют ни одного общего существенного свойства. Классификация есть «горизон- тальное» разделение объектов, равных по рангу. Таксоно- мией называется, наоборот, «вертикальное» разделение объек- тов, их подчинение, или иерархия. Таксономия создает возмож- ность многоступенных классификаций. Перечисление не всех воз- можных объектов на данной ступени классификации, а только тех, которые фактически имеются в исследуемой группе или рай- оне, т. е. процесс их выделения, называется типизацией, а самая совокупность, множество выделенных таким образом еди- ниц, — типологией. Группировкой называется объеди- нение объектов, в каком-либо отношении сходных или как-либо зависимых друг от друга. Ни одна наука не может обойтись без систематизации изу- чаемых ею объектов. Насколько велико значение систематиза- ции, видно из того, что ботаника и зоология стали в полном смысле науками лишь после того, как К- Линнеи написал свою «Систему природы», хотя последняя и была построена на второ- степенных примитивно-морфологических признаках. Химия вы- шла из стадии эмпиризма лишь после открытия Д. И. Менделе- евым периодической системы элементов — систематизации их по атомному весу и валентности. Наконец, основы систематизации географических зон, заложенные А. Гумбольдтом и В. В. Доку- чаевым, явились одновременно зародышем современной научной географии. Из всех упомянутых выше операций наиболее важной яв- ляется классификация. «Наука — это прежде всего классифика- ция» (Пуанкаре, 1906, стр. 116—117). 138
Классификации могут быть построены на самых различных принципах: морфологических, генетических, временных, прост- ранственных, количественных... Иногда подчеркивают, что толь- ко классификации по главным признакам, преимущественно по генезису, являются научными и полезными для практики. С этим мнением нельзя согласиться. Например, классификация ланд- шафтов по содержанию в почве какого-либо микроэлемента, со- вершенно несущественного с точки зрения его происхождения, структуры и содержания в ландшафте, может иметь первосте- пенное значение для агрономии или медицинской географии. И даже классификация городов по алфавиту их названий мо- жет быть очень полезной для составления указателей к атласам. Верно, однако, что для широких проблем нужны классификации по основным, фундаментальным признакам. Советские географы внесли большой вклад в разработку классификаций географических объектов. Трудно перечислить все предложенные классификации типов климата, рельефа, во- доемов, почв, растительности, городов, промышленных узлов и т. д. Многие из них сыграли большую роль в познании за- кономерностей развития географической среды и общества, в понимании генезиса и родства сложных географических яв- лений. Ю. К. Ефремов (19716, стр. 7) рекомендует разделять клас- сификационные факторы на фоновые (например, сила тяжести) и частные, которые в свою очередь делятся па факторы-атрибу- ты (время, пространство), факторы-агенты и факторы-условия. Кроме того, факторы могут быть внешними и внутренними, при- сущими самому предмету классификации. Факторы из разных групп неправильно, нелогично применять на одной и той же сту- пени классификации. Полезно иметь в виду эти градации. Раздел логики, с которым наиболее часто сталкиваются есте- ствоиспытатели, называется «деление объема понятий». На нем основываются принципы систематизации и классификации лю- бых предметов и явлений. На необходимости строго соблюдать в географических сочинениях правила деления объема понятий настаивал Н. Н. Баранский (1946, стр. 190). В применении к геоморфологическим классификациям желательность соблюде- ния этих правил убедительно показал А. И. Спиридонов (1961, стр. 129). Но вопрос этот далеко не исчерпан. Классификации позволяют прослеживать в изучаемых явле- ниях определенный порядок, насыщать конкретным содержани- ем родовые понятия разного объема, такие, как ландшафт, рель- еф, гора, водоем, воздушная масса, населенный пункт и т. д., облегчают сравнительное изучение родственных объектов, поды- тоживают знания о сходстве и различиях, в том числе о генети- ческом родстве географических явлений и процессов. Классифи- кации служат основой и первым этапом любого, отраслевого или комплексного, типологического районирования. Наконец, клас- 139
сифпкации позволяют изучать сравнительно немногочисленные типы вместо громадного количества индивидуальных объектов. Классификации должна предшествовать большая предвари- тельная работа. Прежде всего понятия из классифицируемой об- ласти следует формализовать. Это не значит, что они обязатель- но должны быть изображены знаками или символами. Но их нужно недвусмысленно определить простыми словами. Напри- мер, если мы классифицируем реки, то предварительно должны дать реке такое определение, чтобы отделить ее от всех родст- венных понятий, не подлежащих классификации в данном кон- тексте: от канала, протока, ручья, селевого потока... Далее, должны быть так же точно определены подчиненные понятия, на которые мы делим реки, например, горные и долинные, судо- ходные п сплавные, размывающие русло и заиливающиеся п т. д. Определения следует давать таким образом, чтобы впо- следствии ни в одном случае не могло возникнуть сомнений, к какой категории следует отнести тот или иной объект. Разумеет- ся, формализация, или, вернее, ее первые этапы в виде последо- вательных или взаимоувязанных дефиниций, полезна не только для классификаций. Так, в главе 1 я пытался дать несколько дефиниций, полезных для построения общей теории науки. Наиболее удобно давать определения через род п видовое отличие. Этот способ общепринят в логике. «В определениях через род и видовое отличие D f d (d с f i п i е п d и ш, определя- емое. — Д. Л.) включается в состав некоторого множества в ка- честве его элемента и затем выделяется из состава множества по некоторому специфическому для него свойству» (Горский, 1964, стр. 319). Например: степной колок (Dfd) есть группа де- ревьев или кустарников (род), растущая в степной зоне в замк- нутом понижении рельефа (видовое отличие). Здесь из родового понятия «группа деревьев или кустарников» выделяется видо- вое «степной колок» с помощью таких признаков, которые не позволяют смешать его с другими группами деревьев и кустар- ников: байрачными или пойменными лесами, лесными полосами П Т...Д. В классификациях определения через род и видовое отличие -находят-применение для упорядочения понятий. Классификацию следует производить дедуктивно. Установив родовое понятие, например моренный тип ландшафта, и выбрав классификационный признак, например генезис морен, мы мыс- ленно обозреваем все возможные видовые варианты: на каких именно моренах теоретически может возникнуть ландшафт. Оче- видно, на донных, береговых, конечных, срединных и т. д. Пе- ребрав все возможные морен», мы составляем классификацию, в которую укладывается любая местность, обладающая морен- ным ландшафтом. Можно идти другим путем, индуктивным (Розова, 1965); об- следовать какой-либо район, выявить на нем типы ландшафта 140
различных видов, определить, что, скажем, три из них образо- вались на моренах: на донных, конечных и береговых, и, подме- тив в них общее свойство — подстилающую их морену, объеди- нить их на этом основании в родовое понятие — моренный тип ландшафта. Но это путь типизации, и группа объектов, которую мы здесь получили, представляет собой типологию моренных типов ландшафта. Она пригодна только для данногТ местности. Для другого моренного района она может оказаться недостаточ- ной, так как нс содержит, например, срединных морен. Л. Д. Лрмапд (19736) отмечает, что применение электронно- вычислительных машин в географии позволяет решать пробле- мы классификации. Со ссылкой на Гоулда (Gould, 1969) он указывает, что ЭВМ пригодны для сортировки и группировки классификационных признаков. По Хаггету (Н a g g е 11, 1969), классификации являются первым из четырех направлений гео- графии, разрабатываемых с помощью ЭВМ. Как основной ме- тод, применяемый при этом, выделяется вариационная стати- стика. Д. М. Сонечкин (1968) с помощью ЭВМ ставит проблему оп- тимизации классификаций, т. е. решения задачи о том, при использовании каких классификационных признаков данное множество делится на наиболее контрастные и в то же время внутренне наиболее однородные подгруппы. Такой опыт был успешно поставлен для классификации климатов, но наиболее полезен он будет при классификации типов ландшафта, так как у них выбор может производиться из наибольшего числа факто- ров. Следует, однако, заметить, что не всегда нужна оптималь- ная классификация, иногда необходима целенаправленная, хотя и внутренне не столь однородная. ЭВМ, безусловно, являются идеальным инструментом для классификации и вообще систематизации чего бы то ни бы- ло, так как, будучи раз «заряжены» принципами логики, они делаются органически неспособными совершать логические ошибки. § 5.2. КОРРЕКТНЫЕ И НЕКОРРЕКТНЫЕ КЛАСССИФИКАЦИИ К сожалению, в области многих наук, в том числе и в географии, наряду со стройными и логичными классификация- ми встречаются и такие, в которых общеобязательные принципы нарушены. Важно проанализировать эти ошибки, чтобы избе- жать их повторения. В дальнейшем мы рассмотрим логические ошибки, встреча- ющиеся в классификациях, на примерах, заимствованных из географических работ. Однако аналогичные примеры можно встретить и в других науках. 141
Логичная классификация должна удовлетворять четырем правилам деления понятий. Правило 1. Сумма выделенных видов должна быть равна объему классифицируемого родового понятия. Например, клас- сификация морей на окраинные, средиземные и межостровные не выходит за объем понятия «море», но в то же время охваты- вает все возможные виды морей. Это значит, что не может быть окраинного, средиземного или межостровного моря, которое не подходило бы под родовое понятие «море вообще»; с другой стороны, не может существовать море, которое не было бы или окраинным, или средиземным, или межостровпым. Нарушения правила 1 встречаются в литературе с давних времен. Так, на карте физико-географических областей Европей- ской России Г. И. Танфильева (1897, стр. 25—26) выделена область ели, подразделяющаяся на ряд «полос» — тундр, болот и тайги, суходолов и смешанных лесов н т. д. В этом случае смысловой объем членов деления явно шире делимого понятия, поскольку полоса тундр выходит за пределы области ели. Здесь автор пли присоединил тундры необоснованно, пли назвал ро- довое понятие уже, чем подразумевал. В наше время ту же ошибку делает В. Г. Бондарчук (1949, стр. 19): в классифика- цию равнин он включает горы. У того же автора можно встре- тить и обратную ошибку: все климаты Земли делятся па три типа: снежный полярный, влажный уморенный, сухой. Здесь по меньшей мере не хватает влажного жаркого (тропического и эк- ваториального) типа. Родовое понятие оказывается в класси- фикации неисчерпанным, и на Земле остаются обширные тер- ритории с климатом, который не попадает пи в один из выделен- ных классов (там же, стр. 16). При типизации можно не полностью .использовать родовое понятие, но превышение его суммой видовых понятий так же не- допустимо, как и при (классификации. Правило 1 можно запи- сать формулой. Множество: М Рг^/\...\Рп. (5.1) Правило 2. В пределах одной ступени данной классифика- ции, подчиненной одному родовому понятию, должен выдержи- ваться только один классификационный признак (основание де- ления). При классификации комплексных объектов, например типов ландшафта, встречается ошибка, состоящая в том, что исследо- ватель делит виды сразу по нескольким признакам или, как говорят, по комплексу признаков. Географы, совершающие эту ошибку, даже ставят себе ее в особую заслугу, считая, что они, и только они, достигают таким образом истинно комплексных классификаций. Никому не придет в голову расклассифицировать, например, присутствующих па стадионе болельщиков иа высоких блонди- 142
нов и низких брюнетов. Ясно, что при этом остается неизвест- ным, куда девать низких блондинов и высоких брюнетов. Но то, что всякий сочтет недопустимым в обыденной жизни, может ус- пешно сойти, будучи облачено в научную форму. Например: Род: Сельговые комплексы на плотных кристаллических по- родах. Видовое отличие: 1. Крутосклонные гряды из архейских мелкокристаллических гранитов и мигматитов с неравномерным покровом делювия и грубозернистой морены, с частыми выходами скального грунта, с сосняками лишайниковыми и брусничными, с почвами от при- митивно-аккумулятивных до перегнойно-слабоподзолистых ил- лювиально-гумусово-железистых. 2. Сглаженные сельги из верхнепротерозойских гранитов — рапакиви, частично перекрытые грубозернистой мореной, с юж- но-таежными ельниками-зеленомошниками на сильно- и сред- пеподзолистых иллювиально-жслезисто-гумусовых почвах и с производными мелколиственными лесами. Это типизация сельговых типов ландшафта части Ленин- градской области из статьи А. Г. Исаченко, Т. А. Рожновой и А. М. Семеновой-Тян-Шанской (1961, стр. 121—122). Несомнен- но, что, руководствуясь этой легендой, авторы не могли прове- сти объективных границ на карте, ибо связи в природе носят корреляционный характер и ельники-зеленомошники не привя- заны жестко к рапакиви, а встречаются и на других гранитах и мигматитах, а сосняки растут не только на иллювиалыю-гуму- сово-железистых почвах, но и на иллювиально-железисто-гуму- совых. Словом, признаки вида 1 и 2 перекрываются, вследствие чего легенда изображает не истинную, а схематизированную, упрошенную модель, где все растения произрастают на строго определенных породах, залегающих в сочетании со строго опре- деленными почвами. Чтобы приблизить легенду к положению на местности, сле- довало разбить ее на 4 ступени п выделить ландшафты на 1-й ступени по коренным породам, на 2-й — по четвертичным отло- жениям, на 3-й — по почвам и на 4-й — по растительности. Если этот метод приводит к слишком подробному делению, не соот- ветствующему желанию или возможностям авторов, то можно было поступить иначе: провести классификацию или типизацию по какому-либо одному признаку (ведущему фактору), напри- мер по коренным породам, а остальные указать как факульта- тивные, т. е. сопутствующие ему в большинстве случаев. Эта простая оговорка сразу привела бы классификацию в коррект- ную форму. Фактически сторонники выделения типов ландшафта по комплексу признаков часто так и поступают, гго при этом стыд- ливо умалчивают о наличии и существе ведущего классифика- 143
ционного признака, считая его использование своим грехопа- дением. Хуже бывает, когда при районировании они ведут один участок границы по одному признаку, другой по другому, третий — по третьему. Тогда субъективность выделения видовых отличий и соответственно типов ландшафта па карте достигает максимума. Рассмотрим еще один пример. В классификации таежно-ши- роколиственных урочищ Северо-Запада РСФСР, предложенной В. С. Жекулиным (1961, стр. 392), имеются пункты: «2. Елово-широколиственные леса на дерново-карбонатных почвах по холмам (на карбонатной морене). 3. Еловые леса (сложные кисличники) на дерново-подзоли- стых почвах по моренным холмам (на суглинках, супесях)». Здесь каждый вид ландшафта также содержит по четыре жестко связанных условия: растительность, почва, рельеф и ма- теринская порода. Предложенные автором сочетания, безуслов- но, типичны. Но они не исключительны, прежде всего благодаря значительной экологической амплитуде лесной растительности. Вопреки приведенной классификации тысячи гектаров, елово-ши- роколиственных лесов между реками верхней Метой и Песью растут на «неположенных» нм дерново-подзолистых почвах. К северу от р. Луги примерно такая же площадь занята чисто еловыми лесами на дерново-карбонатных почвах. Куда же их отнести? По комплексу признаков можно выделять лишь типичные сочетания компонентов ландшафта, встречающиеся на неболь- шой части территории. Если эти сочетания положить на карту, на пей наметятся пятна, «ядра типичности», разделенные широ- кими переходными зонами (Арманд Д. Л., 1950, стр. 48), или «очаги» (Ефремов, 1960, стр. 15). Однако число выделенных ядер также нельзя считать объективным отражением положе- ния, существующего в природе. Сочетание компонентов, которое один исследователь сочтет за переходный тип и оставит в пре- делах переходной зоны, другой выделит в самостоятельный за- кономерный тип. К тому же смысл классификации, как вытекает из правила первого, заключается в том, чтобы разделить по ти- пам весь объем родового понятия, в пашем случае разделить всю территорию на типы ландшафта. Поэтому выделение ядер типичности не заменяет классификации и типизации. Ошибочность классификации по комплексу признаков может быть выражена схемой: 7И которая справедлива лишь в том случае, если не существует сочетаний Z’1Q2 и PiQ'- Но в природе они существуют почти всегда. Правильное решение передается схемой. 144
/И I I I P. P2 (0.3) I , I I------1 1------I Qj Qi Qi Qi Разные виды Q (могут в разных (группах, подчиненных Р, ча- стично пли полностью повторяться. Можно также применить формулу М I------1------1 (М) PAQi'i PAQ2) где (Qi) и (Qa) — признаки, сопровождающие Pi п Р2 лишь в большинстве случаев. В географии имеется немало примеров и логично построен- ных классификаций. Например, М. Л. Глазовская (1964, стр. 130) предлагает классификацию местных ландшафтов из восьми ступеней и для каждой ступени точно указывает признак, на основании которого они должны быть расклассифицированы. В правиле 2 не случайно подчеркивается подчиненность ви- дов одному родовому понятию. Если родовые понятия разные, то видовые отличия каждого из них могут выделяться по раз- ным признакам, т. е. вполне допустима схема: М I I-------------\ Pi (5-5) (_J-----( Qi Q2 Ri Ri Здесь видовые отличия 3-й ступени подчинены разным родовым понятиям — Pi и Р2, поэтому и сами могут выделяться по раз- ным признакам: у Р[—Q, у Р2—R. Такие классификации иног- да называются гетерогенными. Как на пример практического применения гетерогенных клас- сификаций можно указать хотя бы на первые ступени райони- рования Сахалина Ю. К. Ефремовым (1956, стр. 180). Здесь на второй ступени происходит бифуркация признаков: поднятия классифицируются по литологическому признаку, деп- рессии — по геоморфологическому. Наличие двух признаков не служит нарушением логического правила 2, так как в пределах каждой вышестоящей единицы все нижестоящие выделены по одному признаку, что и требуется. А перемена признака при пе- 145
Типы ландшафта на плиоценово-четвертичном основании __________________________1_ I_________________________I Средневысотные и Депрессии низкогорные поднятия I I Сложенные ме- Сложенные Холмисто- Подгорные Низменные таморфически- осадочными увалистые шлейфы и равнины ми породами породами плато террасы реходе от поднятий к депрессиям в данном случае рациональна; для поднятий важнейшим ландшафтообразующим фактором яв- ляется характер горных пород, в депрессиях же — коренные по- роды покрыты однообразным чехлом наносов и на первое место выступают различия типов рельефа. Таким образом, порядок соподчинения признаков дифференцируется в самой природе. Правило 3. Группы, выделенные по видовым отличиям, долж- ны исключать друг друга, чтобы ни один классифицируемый объект нельзя было отнести к двум группам, т. е. подмножества одного множества не должны содержать общих качеств из чис- ла тех, которые учитываются при классификации. Например, если классификация производится по рельефу, то климат и растительность могут быть одинаковыми в соседних видах того же рода. Но рельеф должен быть разным. Так, в при- веденной выше классификации моря делятся по признаку распо- ложения относительно суши. Но известны и другие их классифи- кации: по форме ложа, глубине, солености, температурному ре- жиму и т. д. Все они закономерны, но смешивать положенные в их основу разные признаки на одной ступени недопустимо. Так, например, нельзя делить моря на окраинные, межостров- ные и шельфовые, так как последний класс выделяется не по расположению относительно суши, как два первых, а по струк- турной характеристике ложа. Такое смешение признаков неиз- бежно внесет в классификацию неопределенность. Например, Восточно-Сибирское море, являющееся и окраинным п шельфо- вым, может быть отнесено одновременно к двум классам. Несмотря на полную, казалось бы, очевидность правила третьего, нарушения его обычны. Так, на карте, приложенной к труду «Геоморфологическое районирование СССР» (1947), в ле- генде карты находим подразделение: Скульптурный рельеф Равнины возвышенные Равнины, густорасчлепснпые балочной сетью. Здесь смежные виды равного ранга, подчиненные одному и тому же родовому понятию, выделены по двум разным при.зпа- 146
кам: первый — по высоте, второй — по расчлененности. Куда же в этом случае отнести возвышенную густорасчлененную равни- ну, которая подходит под оба пункта легенды, или низменную слаборасчлененную, которая не подходит ни под один из них? Авторы решают эти вопросы произвольно. Так, они относят Среднерусскую возвышенность к равнинам, расчлененным бал- ками, вследствие чего читатель не получает никакого представ- ления о том, возвышенная она или низменная; Приволжскую возвышенность—к возвышенным равнинам, а расчленена она балками или нет, остается неизвестным. Отсутствие логики сде- лало классификацию и построенную по ней карту субъективны- ми, а выделенные контуры — случайными. В результате карта в значительной мере обесценилась. Во избежание этого следо- вало бы опять-таки использовать столько ступеней районирова- ния, сколько классификационных признаков было принято во внимание, а именно не две, а три ступени. Упомянутая часть классификации выглядела бы так: Скульптурный рельеф Равнины возвышенные Расчлененные Иерасчлепеииые Равнины низменные Расчлененные Нерасчленепные Здесь первая ступень выделяется по признаку генезиса (в ле- генде есть аналоги: структурный, аккумулятивный рельеф и т. д.), вторая ступень — по высоте, третья — по расчлененно- сти. Таким образом, соблюдается ие только принцип выделения единого признака на каждой ступени, но и естественный поря- док признаков: от более общих, ведущих, к частным, подчинен- ным. В таблице «Частота встречаемости типов местности и харак- терных типов урочищ в физико-географических районах ЦЧО», составленной Ф. II. Мильковым (1956а, стр. 194, 204), местно- сти делятся на четыре типа: пойменный, надпойменно-террасо- пый, плакорный и приречный. Три первых типа выделены по элементам рельефа разного генезиса, четвертый — по расстоя- нию от ближайшей реки. Но непосредственно к реке могут при- легать и местности трех первых типов. На прилагаемых картах местами именно приречный тип лежит в глубине территории, а другие типы — непосредственно у реки. В данном случае причи- на, вероятно, просто в неудачном выборе названия четвертого типа. Но названия в классификации также имеют принципиаль- ное значение — они должны самым точным образом отражать классификационный признак и содержание выделяемого класса. В той же таблице урочища делятся на 15 типов. Среди них есть такие, как водораздельные холмы, овраги, балки, плакоры, водораздельные дубравы, остатки целинных степей. Благодаря 147
смешению на одной ступени признаков рельефа и растительного покрова возникает ряд неопределенных ситуаций. Например, и водораздельные дубравы, и целинные степи могут находиться как на плакорах, так и на водораздельных холмах и, следова- тельно, пространственно с ними совмещаться. Для любой реаль- ной территории, руководствуясь этой типологией, можно постро- ить бесчисленные одинаково необоснованные варианты райони- рования. Иными словами, классификация возможна только по схеме: М (5.6) Л Р-г но ни в коем случае не по схеме: М Если желательно учесть в классификации признаки и Р и Q, то необходимо прибегнуть к таксономии, т. е. сделать классифи- кацию многоступенной по схеме (5.3). Правило 4. В классификациях нежелательно пропускать ло- гические ступени. В отличие от правил 1—3 правило 4 не являет- ся абсолютным требованием, но при нарушении его классифи- кация сильно теряет в своей стройности и наглядности. Если выделяем типы рельефа: Аккумулятивный рельеф Речной I II ступень Террасовый III » Дельтовый III » Ледниковый II > Донио-моренпый III > Конечно-моренный III > । то такая классификация вполне логична. Но свести его к двух- ступенному: Аккумулятивный рельеф 1 ступень Террасовый III » Дельтовый III » Донно-моренный III » Конечно-моренный III » было бы нехорошо, так как в этом случае выпадает логически очевидная вторая ступень, объединяющая, с одной стороны, реч- ные, с другой — ледниковые отложения. Вследствие нарушения 148
правила четвертого затрудняется ориентировка в совокупности и соподчинении классифицируемых понятий п пропадает указа- ние на их генетическое родство. Нарушение требования прави- ла четвертого приносит тем больше вреда, чем на большее чис- ло классов делится родовое понятие. Примером может служить легенда геологической карты Ев- ропейской части СССР из I тома Большого советского атласа мира (1937, карт. 96—97). Здесь все системы (силур, девон и др.) делятся на верхний и нижний отделы. Исключение сде- лано для пермской системы, классификация которой дается в следующем виде (кроме нерасчлеиенной перми): Пермская система Верхний отдел, континентальные отложения Верхний отдел (цехштепп) Нижиий отдел, морские отложения Нижний отдел, континентальные отложения Авторы допустили пропуск логической ступени, очевидно, с целью сократить легенду. Но этим они не только лишили ее стройности, по и удлинили. В самом деле, им пришлось изобра- жать отдельные знаки легенды для каждого сочетания возра- ста (отдела) и генезиса отложений, в то время как было доста- точно один раз показать, что континентальность отложении во всех случаях обозначается рассеянными по ареалу точками. Возможен был другой путь—введение дополнительной ступе- ни, что может быть выполнено весьма компактно: прямоуголь- ник с условным знаком делится на два поля, а надпись форму- лируется: нижний отдел: а) морской, б) континентальный. Кратко формулируя правило 4, следует сказать, что не реко- мендуется схему (5.3) редуцировать до схемы М (5.8) P2Q1 p2Q2 даже в тех случаях, когда вторая строка охватывает все воз- можные комбинации Р и Q. Низшие ступени таксономического ряда, в отличие от проме- жуточных, можно опустить. Иногда часть классифицируемых объектов может быть разделена на более мелкие виды, но для остальных не хватает данных, или в дальнейшем делении просто нет надобности. В этом случае одна часть классификации дово- дится до более мелких рангов, другая как бы останавливается па полдороге. Подобная классификация встречается на геологи- ческих картах. Например: Мезозой Нерасчлепенпып Расчлененный I ступень II » II » » » 149
Мел Юра Триас III ступень III » III » Следовательно, классификация ведется по схеме: М I Д А ' (5.9) I i I Qi Q2 Q3 Иногда ее дают в редуцированном виде. Мезозой I ступень |Нерасчлепенный II * Мел 11 » Юра II » Триас II » или: М | | I I (5.10) Р, Q1 Qi Qi Сначала кажется, что это тот же недопустимый случай, что и в формуле (5.7). Но формулировка видовых отличий здесь та- кова, что наложения получиться не может: ни одну породу, от- носящуюся к Qt и Q2 или Q3, нельзя отнести к Рь если их ин- декс раскрыт с точностью до периода. Наоборот, совершенно недопустима была бы классификация следующего типа: Мезозой I ступень Мел I » Юра I » Триас I » Здесь любой участок территории, подходящий к одному из трех последних классов, может быть с равным правом отнесен и к первому, так как он полностью соответствует его определе- нию (поскольку слово «нерасчлененный» отсутствует). В лите- ратуре такие ошибки встречаются часто. Например, в «Легенде геоморфологической карты Советского Союза» (Башенина и др., 1960) в одну и ту же (четвертую) ступень классификации вклю- чают 65. Террасы ппжнеплионеповые 66. Террасы плиоценовые 68. Террасы неогеновые 71. Террасы третичные и т. д. 150
Некорректность таких классификаций очевидна. В них не только нарушается правило 4, но и известное положение, глася- щее, что часть не может быть равна целому. Это видно из схемы: М Illi (5.И) f\ Q1 Л*! , где S^, и QtW • Нарушив одно из требований логики, очень легко нарушить и все остальные, так как все они взаимосвязаны. В одной из моих предшествующих работ (Арманд Д. Л., 1952, стр. 72) я уже приводил цитируемую ниже классификацию ступеней рель- ефа, предложенную К. К- Марковым (19486, стр. 64). 1. Горы (независимо от их рельефа, от 1000 м и выше). 2. Высокие плоские поверхности. 3. Материковая платформа (от + 1000 до —200 м). 4. В том числе береговая отмель. 5. Материковая платформа за вычетом горного рельефа. 6. Материковый склон (от —200 до —2430 м). 7. Глубоководное океаническое дно (до —5750 м). 8. Глубоководные океанические впадины (глубже —6750 м). Классификация снабжена цифрами площадей, относящихся к каждому классу в квадратных километрах. Но если мы их сло- жим, сумма окажется равной 665 млн. кв. км, т. е. па 155 млн. кв. км больше площади земного шара. Это объясняется тем, что материковая платформа входит в классификацию трижды (пункты 3, 4 и 5). С другой стороны, океанические впадины глу- биной от —5750 до —6750 м не входят ни в одну ступень. Та- ким образом, дважды нарушается правило 1. Различные ступени рельефа выделяются по разным классификационным признакам: границы между 5 и 6, 6 и 7 ступенями проводятся по перегибам гипсографической кривой, между 1 и 3 ступенями — по произ- вольной отметке в 1000 м, между 1 и 5 ступенями — по формам рельефа и т. д. Этим нарушается правило 2. Выделенные груп- пы не исключают друг друга. Так, Тибет можно отнести к сту- пеням и 1 и 2, плато Устюрт— к ступеням 3, 5 и, может быть, 2 (поскольку не определено, что значит «высокие поверхности»). Этим нарушается правило 3. Четвертое и пятое видовые отли- чия, представляющие собой части третьего, поставлены с ним в один ряд. Если же отнести их к более низкой ступени классифи- кации, то окажется пропущенным логическое звено: материко- вая платформа, лежащая выше уровня моря. Таким образом, нарушается и правило 4. 1 s — зггак отношения присущности элемента множеству. 151
§ 5.3. НАГЛЯДНОСТЬ КЛАССИФИКАЦИЙ Не следует пренебрегать наглядностью классифика- ций, особенно многоступенных (систематизаций). Надо ста- раться придать им такую форму, чтобы логика разделения ро- дов и соподчинения ступеней была возможно более очевидной. В этом отношении большое удобство представляют перекрест- ные классификации, или решетки, в последнее время неточно называемые матрицами (Ефремов, 1970). В решетках последо- вательные ступени видовых отличий выписываются в виде таб- лицы: классификация по одному признаку размещается вдоль оси абсцисс, по другому — вдоль оси ординат. По существу без- различно, какой из этих видов считать первым, какой — вторым. Это зависит от желания автора подчеркнуть значение того или иного из них. Если надо, то один или оба первых вида делятся далее по новым признакам. В качестве примера я привожу фрагмент экологической клас- сификации растительности. Он восходит к Л. Г. Раменскому и детализирован Л. Н. Соболевым (1955, стр. 38). Таблица 5.1 Экологическая классификация растительности Субстрат Увлажнение Сильно засоленный Умеренно засоленный ГЛИНИСТЫЙ суглинистый супесчаный I . песчаный I щебнистый ' глинистый I суглинистый I «4 X Атмо- сферное Пустынное Пустынно- степное Степное Лугово- степное Луговое + Г руто- вое Пустынное Пустынно- степное И т. д. 152
В этой таблице родовым понятием являются экологические условия территории. Они классифицируются по двум системам признаков — системе субстрата и системе увлажнения. В пер- вом случае деление производится сперва по степени засоления (обозначим его I рангом), затем—по механическому составу почвогрунтов (III ранг); во втором случае—сперва по источ- нику увлажнения (II ранг); затем— по степени увлажнения (IV ранг). Ранг признаков устанавливается исследователем в порядке важности от ведущих к ведомым. Однако эти понятия являют- ся относительными. В принципе ничего не изменится, если I ранг назвать II, III — IV. Можно поменять даже I и III, II и IV, но в этом случае надо перестроить решетку. В клетках от- мечается, что данное сочетание фактически существует. Так, в приведенном фрагменте схемы крестиком отмечены условия степного атмосферного увлажнения на суглинистых умеренно засоленных почвогрунтах. Можно также, как это делает Л. Н. Соболев, вписывать в них названия растительных сооб- ществ, или указывать их местоположение на карте, или приво- дить знак легенды (если классификация положена на карту), или перечислять рекомендуемые виды использования. В последнее время ряд авторов стремится максимальное чи- сло природных признаков заменять количественными данными. Это можно сделать и с классификациями. В этом случае они превращаются в ряды цифр, разделенных на определенные ин- тервалы. Выбор интервалов требует некоторого искусства: они должны быть не слишком малыми, чтобы точность классифика- ции не превышала точность имеющейся информации, и не слиш- ком большими, чтобы между ними не «проваливались» важные закономерности. Формально количественные классификации не отличаются от качественных. Если родовым понятием будет, на- пример, «местность, на которую выпадают осадки», то видовым отличием может быть «местность, на которую выпадает 400— 450 мм осадков в год». Границами между видами служат те числа, при которых в природе происходят существенные измене- ния, например, осадки, к которым приурочена западная граница какой-либо культуры, глубина, на которой кончается большин- ство континентальных шельфов и т. п. Если таких чисел пет, то принимаются за граничные круглые числа, как указано в гла- ве 4. В этом случае граничные цифры можно рассматривать как баллы и применять к ним все приемы построения балльных шкал. Несомненно, идея классификации по количественным при- знакам, 30 лет назад выдвинутая А. А. Григорьевым, будет при- обретать все большее значение, в том числе и в ландшафтове- дении. На таблице 5.2 приводится образец количественной решетки, составленной В. Д. Утехиным (1972, стр. 149). 153
Таблица 5.2 Экологическая решетка растительности лесостепи // R 0,2-0. 1 0,3-0,8 0,3-0,9 1 2 3 4 5 8 7 8 9 615 7 15 760 8,30 869 Здесь £7£0— отношение испарения и испаряемости, Н — гра- дации увлажнения (шкала баллов), R — балансовая разность (средние цифры интервалов). В клетках вписываются расти- тельные ассоциации, существующие при данных условиях. Циф- ры LIEq заходят друг за друга, что является недостатком клас- сификации, связанным с трудностью точного определения гра- ниц распространения ассоциаций. Таблица 5.2 усовершенствована по сравнению с таблицей 5.1. Она содержит в себе элементы пространственного размещения растительности в поле радиации — увлажнения. На пути даль- нейшего уточнения классификация перерастает в вариаграмму. Как может совершаться это преобразование, показано на рис. 36. Для последнего перехода достаточно нанести на оси координат шкалы количественных классификационных призна- ков. Для усиления подобия на всех трех графиках ось абсцисс изображена снизу, в принятой практике на Л и Б она наносится сверху. Другой графический прием, применяемый преимущественно к качественным классификациям, — деревья логических возможностей (Миловидова, 1969 б). Они представляют со- бой графы, показывающие соподчинение родовых и видовых по- нятий. Они называются деревьями по сходству рисунка, хотя часто изображаются ветвящимися сверху вниз, так что напо- минают скорее корневые системы. 154
По охвату объектов де- ревья делятся ;на деревья собственно логических, региональных ифак- тических возмож- ностей. Первые охваты- вают дедуктивные класси- фикации со всеми возмож- ными видовыми отличия- ми. Так, в понятие рода «лесные ландшафты» дол- жны входить и таежные, и лиственные, и субтропиче- ские, и тропические, и эк- ваториальные, и вообще все мыслимые леса. Но можно сузить перечисле- ние, добавив к роду атри- бутивное понятие, напри- мер лесные ландшафты южнотаежной подзоны се- верного полушария. Это будет тоже дедуктивное дерево, но уже региональ- ных возможностей. Ветвя- ми в нем явятся ландшаф- ты еловых лесов Восточ- ной Европы, кедровых — Западной и лиственни- цы — Восточной Сибири, широколиственно - темно- хвойных лесов Канады и всех вообще лесов, ко- торые могут расти в дан- ной зоне. Наконец, можно, взяв один из ареалов юж- ной тайги, например Севе- ро-Сахалинский, выделить индуктивно только те ви- довые отличия, которые там фактически имеются: ландшафты лиственных лесов, кедровых стлани- ков, горнотравяных берез- няков. Это будет уже местная типология, и де- рево, изображающее ее, я только по традиции на- Теплый + Умеренно- теплый + + + -г + X СЗ Ф 'з i |о J + + Проглад- । । ный ; Н лим' Сую степнее Лугос.о степное В ъ:лtrt) пу.'оеоп Р и с. 36. Переход качественной решетки в количественную и послед- ней в вариаграмму. В качестве примера взяты экологические условия существования лесостепной расти- тельности в функции тепла и влаги. Гра- ницы схематические 155
зыпаю деревом фактических возможностей; правильней было бы его назвать «деревом местных реальностей». От региональных деревья фактических возможностей отличаются тем, что они ох- ватывают не все родовое понятие, но только его произвольную часть. Тот или иной вид деревьев следует избирать по надобности: если речь идет о теоретическом исследовании, желательно дать полную классификацию и графически изобразить ее деревом ло- гических или региональных возможностей. При практической цели следует ограничиться деревом фактических возможностей во избежание чрезмерного его разрастания. На рис. 37 дано дерево фактических возможностей для куль- турного ландшафта и заповедника, составленное с целью изу- чения балансов тепла и влаги. Левая часть показывает плакор- ные типы ландшафта, правая — гидрографическую сеть (в по- нимании А. С. Козменко, 1954, стр. 10). Сбоку дерево снабжено оцифровкой, показывающей ранг таксономических единиц. Ро- довое понятие обозначено пулевым рангом. На рисунке имеется графа, в которой указываются классификационные признаки. Указание на них, к сожалению редко практикуемое, помогает исследователю избежать логических ошибок, а читателю — по- нять принцип классификации. При гетерогенных классифика- циях можно использовать для этого две стороны дерева пли ука зывать, какой признак относится к какой ее части. Способ деревьев выгоднее, чем способ решеток. При нем можно ограничиться строго необходимым набором видов объек- тов, в то время как при решетках нельзя избежать пустых кле- ток па части пересечений. Так, на рис. 37 нанесено 125 видовых отличий, в то время как при табличном изображении соответ- ствующей классификации мы получили бы решетку из 2626 кле- ток. Но преимущества решеток заключаются в том, что в них можно вписывать различные свойства ее элементов, в то время как граф дерева логических возможностей допускает только по- каз их соподчинения. Особенно большая экономия письма при деревьях возмож- ностей достигается благодаря сокращениям графического изо- бражения. Если две или больше ветвей одинаковы, то можно ограничиться показом одной из них, поставив в соответствую- щих узлах графа одинаковые цифры. Можно пропускать таксо- номические ступени. Так, на рис. 37 от узла 3 к 8 и от 17 к 16, 18 и 20 ветви проходят, минуя таксон 3, так как для целей дан- ного исследования экспозиция облесенных угодий на пологих склонах не имеет значения, а днища балок вообще не имеют экс- позиции. Деление различных видов ландшафта кончается на различных ступенях. В лесных угодьях нет надобности фикси- ровать микрорельеф и деление можно закончить на пятой сту- пени, а в сильно измененных ландшафтах не нужно отмечать также породы деревьев, вследствие чего деление заканчивается 156
Р и с. 37. Дерево фактических возможностей для ландшафта небольшого участка Курской области. I. Конечные классификационные признаки. 2. Промежуточные классификационные при- знаки. Одинаковые цифры в кружках показывают, что выше продолжаются ветви графа, нанесенные только в разветвлении одной из ветвей. 3. Указатель бифуркации признаков; показывает, какие классификационные признаки применены при выделении типов ланд- шафта, соответствующих разветвлениям вышеуказанных номеров 157
на четвертой ступени. Наконец, граф допускает гетерогенность, на нем имеет место бифуркация признаков: например, на ше- стой ступени днища балок и поймы делятся по признаку разного увлажнения, а остальные угодья — по признаку микрорельефа. Дихотомическая классификация, применяемая в определите- лях растений, животных, минералов и т. д., есть вариант дерева возможностей. Она строится по принципу: есть признак — пет признака. В географии такая классификация используется для легенд карт ареалов. Так, вся легенда карты нефтяных место- рождений состоит из двух пунктов: есть нефть и нет нефти. Элементы классификаций должны называться по их видовым отличиям. Если мы выделяем «подбровочные склоны», значит, мы имеем в виду все наклонные территории, расположенные ниже бровок речных долин, балок и оврагов. Никаких других ограничений на эти территории не налагается, кроме предусмат- риваемых родовым понятием. В то же время название позво- ляет с точностью определить, относится ли встреченная нами территория к данной группе или нет. Поэтому нельзя при клас- сификации употреблять имена собственные. В начале века даже ведущие географы часто совершали ошибки в этом отношении. Так, Л. С. Берг в легенде к «Схематической карте ландшафтных зон России» (1913) выделял подряд тундру, тайгу..., высокие черноземные степи Забайкалья... и Камчатку. Быть может, он находился под влиянием геологов, называющих, например, «де- вонской» свиту, которая впервые была описана в Девоншире. Но это никак не характеризует се свойства. После этого она была найдена во многих местах, где имела совершенно другой состав. Ее определяет ископаемая фауна, которая и должна бы- ла бы войти в название, равно как и другие общие признаки, если таковые имеются. Так же неудачны названия геохимиче- ских ландшафтов А. И. Перельмана (1966, стр. 288- 294). На- пример, его северодвинские ландшафты находятся в нескольких разрозненных ареалах, простирающихся от Ладожского озера до Печоры. Лишь случайно в один из них попадают верховья Северной Двины. Между тем у них есть присущие им признаки п название «ледниковые с энергичным водообменом» гораздо точнее передавало бы их свойства. Если название, характеризу- ющее свойства объекта, кажется слишком громоздким, то мож- но обозначить его условным символом, составленным из рим- ских и арабских цифр, прописных и строчных букв. В заключение следует еще раз подчеркнуть, что логическая классификация имеет не только формальное значение. В гео- графии, встречающейся со сложными и разнообразными поня- тиями, она больше, чем в других науках, свидетельствует о яс- ности понимания изучаемых предметов, процессов и явлений.
Районирование § 6.1. ТИПОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ Физико-географическое районирование заключается в объединении территорий или акваторий, облада- ющих относительным сходством по некоторому, признанному на данной ступени существенным, признаку, и отделении их от тер- риторий, этим признаком не обладающих. Выделять территорию можно двояким способом: или делать это на основе классифи- кации типов местности *, соединяя в один тип однородные тер- ритории, где бы они ни нахо- дились, либо объединяя в регионы только смежные ме- стности. Первый тип назы- вается типологическим районированием, второй — индивидуальным1 2. При районировании осно- вой объединения -может по- служить и повторяющееся сочетание различных типов местности. Соотношение еди- ниц районирования при раз- ных методах районирования показано на рис. 38. Часть советских географов называет типологическое районирование картированием Рис. 38. Единицы районирования (ландшафта .или отдельного компонен- та) 1—59 типологического, Л—Д — ин- дивидуального, I—VII — типы ланд- шафта или картографированием (Исачен- ко, 1965, стр. 235). В общем случае картирование включает нане- сение на карту ситуации — населенных пунктов, дорог, деталей рельефа, лесов, изолиний и т. д. Ничего этого нет на картах типологического районирования. На них есть только участки цветного фона или штриховки, от внутренних различии которых 1 Ниже я употребляю слово «местность» как общее понятие, обозначаю- щее ландшафт ограниченной территории; «ареал» — как пространство, зани- маемое одним типом ландшафта; «контур» — как один выдел при типологиче- ском районировании (участок ареала); «регион» — как один выдел при инди- видуальном районировании. Все эти термины, подобно «ландшафту», внемас- штабны и распространяются на любые ранги таксономических лестниц. 2 Я употребляю термин «индивидуальное» вместо обычного «региональное» районирование, так как последний тавтологичен и не выражает специфику ме- тода. Термин предложен Б. Б. Родоманом в 1956 г. 159
мы отвлекаемся, считаем их несущественными. Такой частный случай картирования и называется как раз районированием. Как типологическое, так и индивидуальное районирование может быть ландшафтным, компонентным и отраслевым. Пер- вые два типа являются комплексными. При ландшафтном учи- тывается на низших ступенях полный комплекс компонентов, при компонентном — только комплекс факторов одного компо- нента (например, при гидрологическом районировании — форма речной сети, густота расчленения территории долинами, модули стока, источники поступления воды, генезис водоемов и т. д.). Отраслевое районирование производится по какому-либо одно- му признаку, например по уклонам рельефа, по породам де- ревьев и т. д. Оно бывает в большинстве случаев количествен- ным и совпадает с картон изолиний классификационного при- знака. Ниже я рассмотрю подробнее свойства типологического и индивидуального районирования. Русские географы занимаются районированием с первой по- ловины XIX века. Л. С. Берг (1913) дал карту районирования России по зонам; В. П. Семенов-Тян-Шанский (1915) разделил Европейскую Россию на пояса и области. В. В. Докучаев, вы- двинувший еще раньше идею зонального районирования, однако не создал карты, а предложил лишь классификационную табли- цу зон, составленную им вместе с 11. М. Сибирцевым (Докучаев, 1900; русский перевод 1948, стр. 41). Уже позднее, когда районирование распространилось па бо- лее мелкие территориальные единицы, когда вошли в практику разные типы и приемы районирования, ряд авторов попытался более точно сформулировать сущность районирования. Приведу высказывания некоторых специалистов. Н. И. Михайлов (1955, стр. 24) пишет: «Под этим названием надо понимать комплекс вопросов, связанных с глубоким изу- чением причин дифференциации и обособления отдельных уча- стков географической среды, с изучением структуры и процессов на этих локализованных участках, выявление этих участков и их границ и, наконец, изображение результатов этой работы на специальной географической карте и изложение их в прилагае- мом к карте описании». Это определение, представляющее об- разец избыточной информации, сводит к районированию почти всю работу физико-географа. Несколько лаконичнее определение А. Г. Исаченко (1965, стр. 234). «Районирование — это, прежде всего, такое деление земной поверхности, при котором выделен- ные участки—регионы — сохраняют территориальную целост- ность и внутреннее единство, вытекающее из общности разви- тия, географического положения, единства географических про- цессов и пространственной сопряженности частей». Если опре- деление Н. И. Михайлова чересчур широко, то определение А. Г. Исаченко слишком узко. Оно включает только индивиду- 160
алыюе районирование. «Типологического районирования не су- ществует, есть только типологическая классификация, причем оба метода не только не связаны, но даже исключают друг дру- га» (там же, стр. 235). Это утверждение столь же категорично, сколь и ошибочно: классификация территорий, положенная на карту, является районированием, так как в результате этой опе- рации получается карта типов местности (рис. 38 1-59), полно- стью отвечающая определению, с которого начинается эта глава. Определения Н. И. Михайлова и А. Г. Исаченко, столь раз- личные по форме и содержанию, отличаются общей чертой — пеинструктивностью. В самом деле, оба сводят районирование к выделению неких, во всех отношениях однородных участков. Остается неясным, где их найти и как выделить. Наиболее ярко та же точка зрения высказана в сборнике «Ландшафтоведение» (Анненская и др., 1963, стр. 5): «Генети- чески обособившиеся участки мы называем общим термином «природный территориальный комплекс» или «природная тер- риториальная единица». Вся земная поверхность представляет мозаику, состоящую из огромного числа таких единиц...» Как выявить, как увидеть в природе эту мозаику, эту якобы повсеместную дискретность? По мнению сторонников мозаично- сти, для этого нужна только внимательность и прилежание. Там, где с первого взгляда кажется, что один ландшафт переходит в другой постепенно, надо тщательно изучить переходную зону, пройти по ней взад-вперед несколько раз, покопать почву, по- определять растения, «поползать», одним словом, стереть тряп- кой пыль с пожухлой картины, и под ней обнаружится резкая граница, а по обе стороны от нее засверкают внутренне генети- чески единые и различные друг от друга смальты-комплексы! Как просто и удобно устроена Земля! В том и заключается неинструктивность приведенных выше определений районирования, что они дают его с помощью «уча- стков» или «комплексов», будто бы легко различимых на мест- ности. В действительности это далеко не всегда возможно, и определения не помогают найти выход из положения. Дело об- стоит следующим образом. Возьмем простой пример: склон горы и прилегающую равнину. Это два несомненно различных комп- лекса. Но где ландшафтная граница между ними, что считать ее критерием? Можно определить наибольший градиент укло- нов, но это будет только геоморфологическая граница. Склон переходит в осыпь, осыпь—в педимент. Может быть, их грани- цы являются границей склона? А граница горного леса, смены древесных пород? Она редко совпадает с геоморфологическими границами. Почвы? Но намытые горные почвы обычно далеко распространяются по педименту. Линия родников может лежать и выше и ниже, в зависимости от залегания горных пород. Гра- ница температурных инверсий опять-таки находится на другом уровне. 161 6 Зак. 2825
Пли возьмем степной колок. Если идти от периферии к цент- ру, то сперва появляется кустарник, потом он сменяется березо- вым или осиновым лесом, затем лес вытесняют луговые травы, постепенно в них появляются влаголюбивые болотные виды, на- конец, тростник, сплавина и иногда открытое зеркало воды. Что именно принять за границу колка и болота? Задача Упрощается, если расстояния между вариантами гра- ниц так малы, что на карге сливаются is одну линию. Но сплошь и рядом они прекрасно ложатся в масштаб, и географу ничего не остается, как выбирать какой-либо один признак за опреде- Л Я1О1ЦВЙ. Выбрать из множества критериев один определяющий мож- но только волевым актом. А чтобы выбор критерия не был про- извольным, случайным, надо всегда твердо знать цель, ради которой производится районирование. Тогда можно выбрать тот вариант, который наиболее важен, наиболее «играет» для дан- ной цели. Например, в последнем примере надо выбрать грани- цы луговых трав, если районирование производится для выяв- ления площади покосов, и урез воды, если оно нацелено па по- иски водопоев для скота. Если же цель неопределенная, то рай- онирование бесцельно, его нс стоит производить. Такое же по- ложение существует в других науках, имеющих дело с прост- ранством, например в геологии. Говоря о членении геологиче- ских формаций, Э. А. Егапов пишет (1971, стр. 268): «...решение придет только тогда, когда при проведении соответствующего исследования будут четко формулироваться его цели и практи- ческие отношения...» и дальше «...поскольку для выделения фор- маций применялись, конечно же, объективные свойства, всегда есть основание объявить выделенные объекты «естественными» и тем самым решить вопрос о правомочности проделанной про- цедуры. Другие исследователи, применяя иные наборы свойств для решения такой же задачи, выделят столь же «естественные», ио другие формации; и процесс этот бесконечен». Английский географ Д. Григ говорит, подводя итоги дискуссии, которая была па Западе (Д. Григ, 1971, стр. 182): «Сейчас... достигнуто согла- сие по поводу того, что цель имеет решающее значение при опре- делении схемы территориальной классификации и что пи одна классификация не может служить одинаково хорошо всем це- лям». Меня часто упрекают в отрицании естественных комплексов. Но их невозможно отрицать; природа, существующая в каждой точке, сочетание реально существующих компонентов, безуслов- но, образует закономерный комплекс. Но пройдите иногда не- сколько шагов, иногда несколько километров в сторону, и тот или иной компонент изменится. И надо пройти значительно большее расстояние, пока изменятся все компоненты и мы по- падем на другую смальту искомой мозаики. Но ведь па проме- жуточных позициях тоже существуют свои комплексы, столь же 162
закономерные, как и первый! Почему мы будем сбрасывать их со счетов? Иногда мы можем пройти сотни километров, встречая все время новые комплексы, например, по мере углубления в го- ры, приближения к берегу моря («переменные ландшафты» - Арманд Д. Д. 1952, стр. 76). Но число границ, которые можно перенести па карту, ограничено. Мы вынуждены выбирать, от- мечать перемены, достойные нашего внимания, и пропускать второстепенные. Таким образом, я отрицаю не реальность комп- лексов и даже не реальность границ — они все одинаково ре- альны. Я отрицаю только реальность привилегированных кон- туров, которые объявляются естественными. Я признаю, что в действительности имеется лишь картина, схематически изображенная на рис. 39. Каждая из границ здесь может быть положена в основу районирования, причем каждая из них создает иную конфигурацию выделенных регионов. Бывает, что почвы, характерные для илакоров, спускаются ниже бровок па верхнюю часы, подбровочных склонов. Иногда опп сменяются на ровном месте в результате приближения к по- верхности другой коренной породы, например карстующн.хся известняков. Та же растительность может расти па разных эле- ментах рельефа и на разных видах почв и изменяться под вли- янием небольших изменений экспозиции. Некоторые контуры па рис. 39, Б-- Г приблизительно совпадают, по совместить их все- таки невозможно. Как здесь районировать по комплексу при- знаков? Почему же границы распадаются па пучки, образуют «зоны границ»? Потому что хотя в природе господствует принцип все- общей взаимозависимости, по компоненты связаны друг с дру- гом корреляционно, потому что органические компоненты обла- дают .значительной экологической терпимостью, потому что в процессе исторического развития одни факторы быстрее приспо- сабливаются к ведущим, а другие медленнее. Например, серые лесные' почвы столетиями после сведения леса остаются серыми лесными тогда, когда ландшафт уже полностью обезлесился. А изменения некоторых компонентов, которые происходят сразу при резком изменении ведущего фактора, бывают настолько ничтожны, что не ложатся в условную «ступень неразличимо- сти» самых подробных классификаций. «Все. грани и в природе и в обществе подвижны и до известной степени условны...» (В. II. ,’1спнп. Поли. соор, соч., т. 41, стр. 53). Изложенные соображения укатывают па нереальность, не- возможность районирования по комплексу признаков. О его принципиальной недопустимости с логической точки зрения уже говорилось в предыдущей главе. Поэтому я пришел к следую- щей формулировке (см. также Арманд Д. 1952, стр. 68; Про- клей, 1967, ст р. 6). Т и и о л о г в ч е с к о е л а п д ш а ф т и о е 1’11 ° 11 и р о в а и и е заключается в объединении территорий, как смежных. Юк н разобщенных, внутренне разнородных, но обла- G* 163
Рис. 39. Расхождение контуров Л — карта, на которой нанесены контуры рельефа , растнтель типов растительности. дающих какими-либо общими признаками, выбираемыми в соот- ветствии с целью районирования, и в отграничении от их терри- торий, этими признаками не обладающих. Между соседними тер- риториями по установленному признаку должна быть разница не меньше произвольно выбранной ступени неразличимости. При замене слова «ландшафтное» на «геоморфологическое», «геобота- ническое» и т. д. и при выборе признаков только из области этих наук определение подходит также для компонентных видов райо- нирования. Таким образом, я признаю де-юре ограниченную субъектив- ность районирования. Это лучше, чем существующая, но стыдли- во замалчиваемая неограниченная субъективность тех, кто ду- мает, что определенный вариант районирования заложен в са- мой природе. «Любая наука о природе создает свой объект субъективно с точки зрения человеческой практики, ее задач, интересов и т. д.» (Амбарцумян и Казютинский, 1971, стр. 31). Может быть, это свидетельствует о недостаточном бескорыстии ученых, но это, несомненно, так. Приведенное выше определение инструктивно: поскольку каждый может выбрать классификационный признак и ступень неразличимости, для него должно быть ясно, что именно он дол- жен выделять на карте. При комплексном физико-географическом районировании признаки на разных ступенях (а оно обязательно должно быть многоступенчатым — иначе оно не будет комплексным) выби- раются из разных компонентов. Для экономико-географического районирования определение не подходит, так как в последнем 164
природного комплекса (схема). лости ----- н почв - — Б — карта типов рельефа, В — карта Г — карта типов почв объединяются не однородные в каком-либо отношении, а заве- домо разнородные территории, если их объединение хозяйствен- но-целесообразно. Применение последнего принципа к физиче- ской географии приводит к выделению геосистем, но не к райо- нированию ландшафтов. Мое определение относится только к типологическому, а не к индивидуальному районированию, потому что только оно под- разумевает, что местности обладают какими-либо общими приз- наками. Раз мы требуем от них этого качества, мы не можем ста- вить природе еще условие, чтобы она размещала их вместе. Территории, обладающие общим признаком, сплошь и рядом бывают разобщены. Если они не разобщены, а оказываются смежными, то граница между ними снимается и они сливаются в общий контур. При типологическом районировании мы выде- ляем разобщенные контуры как раз по принципу однородности, а не по принципу смежности. По словам Т. Д. Александровой (1970, стр. 84), проблема од- нородности для многих является камнем преткновения. Для ее решения предлагаются разные способы: применение математи- ческой статистики (критерий х2), теории множества, кривой Ло- ренца (Нутенко, 1971, стр. 121 —126). Мне кажется неправиль- ной сама постановка вопроса. Никакой стандартной однород- ности ландшафтов быть не может. Комплекс на то и комплекс, что он может сравниваться с другими комплексами по тысяче разных признаков и среди них обязательно будут однородные и разнородные. Исходя из предыдущих рассуждений рациональ- ным является только понятие однородности по определенному 165
[ признаку, в определенном отношении. Полная однородность есть предел Нт 1 , (6.1) гр /' где Р- -очень большое число свойств некоторого ландшафта, U — число свойств другого ландшафта, подобных свойствам первого, причем всегда U<P. Только при приведенной выше формули- ровке типологического районирования понятно однородное! и приобретает смысл. Однородными ландшафтами назы- I ваются ландшафты, разнородные во многих отношениях, но ио- I добные друг другу по одному или нескольким признакам is пре- ' делах, пе превышающих ступень неразличимости. Лаидшафтоведы слишком большое значение придают ланд- шафтному районированию. А. М. Смирнов был совершенно прав, говоря (1971, стр. 42 -43): «Районирование утрачивает... прису- щее ему качество быть рабочим инструментом в изучении свойств пространственных образований и превращается в ко- ; ночную задачу, в самоцель. В этих случаях неисчерпаемое бо- : гатство свойств и особенностей... пространства подменяется од- ним, к тому же нс главным, нс основополагающим, а производ- ным его свойством — расчленяться на местные группировки изу- чаемых явлений». Создается впечатление, что некоторые геогра- фы полагают, что па районировании лапдшафтоведенпе и кон- чается, видят в районировании его альфу и омегу. Опп только наполовину правы: районирование—альфа, по отнюдь по оме- га. За пределами его следует изучение взаимосвязей компонен- тов, влияния ландшафтов друг на друга, построение моделей ландшафтов, изучение их генезиса, энергетики, продуктивности, составление прогнозов развития и, наконец, внесение рекомеи- I даний по рациональному природопользованию. Районирование связано с широким охватом территории. А для выполнения всех последующих задач не столько шпрота нужна, сколько глубина, проникновение в коренные свойства, механизм, динамику ландшафта, его физиологию. Подробно щу- пать все эти категории нельзя на больших пространствах. Фигу- рально выражаясь, па смене бинокля лапдшафтоведа приходит микроскоп. Если нс вместо, то рядом с традиционным экспеди- ционным методом ставится стационарный метод изучения ландшафта. Его можно и нужно осуществлять путем постановки наблюдений в немногих точках, наблюдений во времени. Но так как и пространство пе должно быть забыто, то чрезвычайно важно расположить стационары в таких точках, которые были , бы репрезентативны для возможно более обширных территорий. I Вот здесь-то и нужно районирование, в особенности типологиче- ское. Процессы, которые можно наблюдать па стационаре, долж- ! пы происходить с известной долей приближения, па территории всего выделенного типа ландшафта. Следовательно, ведя наблю- 166
деиия па стационаре, мы можем построить модель, и дать прог- ноз, и вынести рекомендации для всего ареала. Полное районирование с нанесением границ ареалов нужно только для последней практической цели — вынесения рекомен- даций. Поскольку хозяйственное использование не может варьи- ровать бесконечно п обычно бывает ограничено несколькими стандартными приемами, оно нуждается в точном определении границ, для которых действительны данные рекомендации и за которыми изменение условий становится настолько .значитель- ным, что нужны уже новые рекомендации. Для других чисто научных выводов границы пе нужны, гак как само но себе изме- нение ландшафта не представляет принципиального интереса, а тип процессов, который должен изучаться, изучается в типич- ной точке. Несколько утрируя, можно сказать, что если практи- ческие выводы распространяются на площади, то научные при- вязаны к точке. Для научных целей можно произвести «очагнроваине» тер- ритории, даже нс производя отбивку и оконтуривание всего ареала. 10. К- Ефремов (1960) пишет, что для этого достаточно приблизительно наметить «пятно», т. е. очаг, являющийся наи- более типичным представителем ареала. В свое время я пред- лагал способ нахождения центров очагов или ядер типичности ио двум классификационным признакам. На вариаграмме связи я находил центры тяжести соответствующих контуров, а затем относил их по «обратным адресам» на карту (Арманд Д. Л., 1950, стр. 47). Этот способ подразумевал предварительное ран- жирование. В тех случаях, когда оно пе нужно, можно просто предъявить к ядру условия, более жесткие, чем предъявляемые классификацией, причем по любому количеству признаков. На- пример. Таблица 6.1 Выделение ядер типичности лесного ландшафта Фактор Классификационные признаки Качественное онре те.тение Количественные ирС/Телы для типа ландшафта для ятра ]НПИЧНОСТИ Рельеф Рас I ителыюсть Равнинный; уклон Сосновый бор; содержа- ние примесей Дерново-подзолистые; пр тент гумуса 0-5 1 :> -2О“-о 1—5 “» 0—2 f 5"t. 2- 3% Производя в полевых условиях рекогносцировку местности и нащупав участок, отвечающий условиям, поставленным для ядра типичности, можно несколько расширить его (пе выходя 167
из заданных условий), чтобы иметь возможность выбрать место исследований, подходящее по организационным соображениям. Очагирование можно производить п камералыю, если заранее имеется достаточное количество специальных карт. Когда пятно найдено, можно не интересоваться вопросом о границах типа ландшафта. Закономерности, выявленные на этом пятне, после- дующими исследователями будут с известной степенью точности применены к любым контурам данного типа. Ю. К- Ефремов (1960) ошибается, полагая, что способ очагирования применим к индивидуальным районам, это — способ исключительно типо- логический. Он ошибается также, настаивая на неприменимости к очагированию способа чередования признаков. Так, в выше- приведенном примере мы будем вначале искать наиболее ров- ные местности. Найдя участок с уклонами не более 2°, пойдем по нему, пока не встретим чистый бор, в котором примеси со- ставляют не более 5%, выкопав шурф и сделав анализ, убедим- ся, что гумуса там, скажем, 1,5%. Тогда повторим эту операцию в другом месте того же участка, если нужно в третьем, пока не найдем нужную почву. Этот способ дает наибольшую эконо- мию сил и времени. Возникает вопрос: начинать ли типологическое районирова- ние снизу или сверху? Здесь речь идет о выборе индуктивного или дедуктивного метода. Оба метода законны, и районировать можно, руководствуясь любым из них. Обычно начинают снизу, исходя приблизительно из следующих соображений: «Зачем я буду составлять обширные классификации, разделять ланд- шафтную сферу на пояса, материки, страны, зоны и т. д., когда мне надо районировать лишь Орловскую область для выбора направлений сельского хозяйства? Не лучше ли, не ближе ли к делу обойти область район за районом, выявить, какие типы ландшафтов там встречаются, и из них составить типологию Орловщины?». Но начиная снизу, мы вынуждены сразу искать полные комплексы, т. е. руководствоваться несколькими при- знаками, а потом, на верхних ступенях все более их обобщать, отбрасывая один признак за другим. Это равносильно построе- нию дерева логических возможностей, начиная с мельчайших веточек, когда еще неизвестно, на каком стволе они растут. Методически правильнее, строже начинать районирование сверху. Только начав с «ландшафта вообще», можно составить ясное представление о всем диапазоне возможных его типов и оценить место нужного типа во всей системе. Только на этом пути можно построить правильные дефиниции: сперва опреде- лять род, а затем видовое отличие, служащее в свою очередь ро- довым признаком для следующей, низшей ступени классифика- ции. Только идя сверху, можно построить для всего мира строй- ную соразмерную систему таксономических единиц, основанную на принципе: от ведущих факторов к ведомым, от главных к второстепенным, и установить сопоставимые ранги для удален - 168
ных ландшафтов. При этом не обязательно, приближаясь к Ор- ловской области, выделять по дороге зоны в Канаде и Арген- тине. Можно заранее обрубать ветви дерева логических возмож- ностей, на которых в Орловской области заведомо ничего не вырастет. Схема будет выглядеть примерно так: Земной ландшафт I Субполярный Умеренный I Сухопутный I I I Горный Равнинный I I I Степной Лесостепной Лесной I Субтропический Г Океанический Г и т. д. Иными словами, мы будем брать только прямую линию так- сонов, ведущую от земного ландшафта вообще к ландшафтам Орловской области, присоединяя к ним для противопоставления максимум по два смежных типа на каждой ступени. Считают, что истинно научное районирование должно быть генетическим. Но даже в пределах одного компонента, например земной коры, вопрос о генезисе не так прост. Две смежные тер- ритории могли развиваться однотипно в палеозое, когда обе находились на дне моря, затем различно в мезозое, когда одна из них была поднята на поверхность, вновь однотипно в третич- ном периоде, когда была поднята и другая, вновь различно в ледниковом периоде, когда одна из них была покрыта ледни- ком. Каждый период оставил след в строении этих территорий. Так нужно ли их считать генетически едиными или различ- ными? Я согласен с Ф. Н. Мильковым (1956 а, стр. 112—113), дав- шим хороший анализ понятия генетического единства и пришед- шим к выводу о его относительности. Поэтому хотя я разделяю । точку зрения иа желательность генетического районирования, но * считаю, что выводы о генетическом единстве регионов надо де- \ лать весьма осторожно, ведь схожесть их может объясняться мощными четвертичными отложениями, похоронившими слои самого разного происхождения, или наступлением новейшей, но чужеземной флоры, подавившей местную. В этих случаях осо- бенно в практических целях следует обращать больше внима- ния на морфологическое сходство, которое отражает ландшафт таким, каков он есть сейчас, а именно это важно для нас в боль- шинстве случаев. И даже там, где вполне уместно применение генетического метода районирования, надо объединять террито- 169
рии не по генезису «вообще», а по генезису того компонента, ко- торый служит классификационным признаком на данной ступе- ни. Иными словами, надо па одной ступени обращать внимание иа тектоническое единство, па другой климатическое, па тре- тьей— геоботаническое и т. д. Основоположником районирования ио чередованию призна- ков является 3. Пассарге (Passarge, 1908, стр. 147 loo). l.ie- нение территорий беспокоило также Л. Геттнера. Он отмечал, что немецкие географы зашли в тупик, пытаясь районировать Западную Европу (Геттнер, 1930, стр. 285). Если провести пер- вую границу по главному водоразделу Альп, то она нарушит «тектоническое единство» горных цепей; если провести ei ио предгорьям, то не будет выявлено важное деление Европы па северную и южную части, будут искусственно разделены зональ- ные комплексы ландшафта. Очевидно, надо бы.ло решить, что важнее для целей районирования. «Географу приходится выди- рать между iiihmhi (решениями. — Д- А.), и выбор его завитиг от субъективного суждения об их сравнительной ценности» (там же). ... Такие вопросы постоянно встречаются па практике, идиаж ды мне пришлось районировать южные склоны Тянь-Шаня, че- рез узкую полосу адыров переходящие в Ферганскую котловину. , Выделять ли переходную полосу в отдельный район? Если не выделять, то к чему ее отнести, к горам или к равнине? Если карта предназначена для целей земледелия, то адыры надо oi- пести к горам, ибо, подобно последним, они в массе не являют! я пахотопригодиой площадью; если дли лесоводства, то к рав- i пине, так как они безлесны и непригодны для облесения, если (для животноводства-- то их надо выделить в особую пограинч- 1 ную зону, поскольку в горах распространены летние пастошца, i па равнине — зимние, а па адырах — весенне-осенние. В отличие от предыдущей работы районирование заповедни- ка Стрелецкая степь (Курская область) преследовало научную цель: выявление участков, имеющих различный тепловой п вод- ный баланс. Мы выделяли площади по разным признакам, в том числе на одной из ступеней — по экспозициям. Исключите представляли леса, так как в них экспозиционные различия на накоплении влаги сказываются слабо. Зато мы делили леса по породам, так как проникание радиации зависит от формы крон и положения листовых пластппок. Но если бы мы составляли карту для сельскохозяйственного освоения, то, наоборот,^ раз- личали бы леса ио экспозициям, так как в случае выручки и распашки экспозиции сразу приобрели бы большое значение, и, разумеется, не стали бы выделят!, породы. При обоих вариашах районирование оставалось бы ландшафтным, полностью комп- лексным, так как при нем учитывались бы иа разных ступенях и климат, и рельеф, и почвы и т. д., ио выделенные типы ланд- шафта были бы другими. 170
Приведу еще графическое доказательство с помощью крутон Эйлера 1 о целесообразности чередования признаков (Кемепп н ip , 1965, стр. 78-79; Миловидова 1969а, стр. 133—142; Ар- мат Д. Л., 1970, стр. 120—121). Предположим, что нам нужно разрайоппровать территорию, обладающею тремя признаками А, В и С, располагающимися, как показано на рис. 40,1. Если мы будем райониро- вать по комплексу призна- ков, то получим неопреде- лен юе решение. Действи- тельно, районируя по принципу обладания свой- ствами А \/ В \/ С2, т. е. хотя бы одним из трех признаков, мы выделим всю заштрихованную фи- гуру и никакого деления се не получим. Избирая принцип А /\ В Д С. т. с. обладания всеми тремя признаками, мы получим Л Ле/. Насчет остальной территории мы можем только сказать, что опа не обладает ио крайней мере одним из нужных призна- ков, по каким именно, остается неясным. Оче- видно, чтобы разобраться в отношении признаков Л, В и С к соответствую- p.и с. 40. Применение к райоиирова- iimio кругов Эйлера. 1 три орп-щака. частично налагающихся друг на друга. II первая ступень районирования - деденнг ио при шику ,\. 2 типа .яг»11;цua»|>г и 1Н Hiop.Bi ступень раноинровапня деление ио при шику В. 3 гвпа дандвнн'ртя IV ipeiio) < писи), районирования .к'тспис по принтам С. 7 nine,в эанднмфп) щих1 территориям, нужно па первой ступени про- __ извести районирование по признаку Л, т. с. отделить А от Л3 (рис. 40,11). На второй ступени нужно районировать по В, т. е. отделить В от В (рис. 40,1!!). И наконец, на третьей —по С. Тогда мы получим семь территорий, обладающих свойствами соответственно ЛВС, ЛВС, ЛВС, АВС, АВС, АВС и ЛВС. Белое поле вокруг фигуры не обладает пи одним из трех признаков, т. е. соответствует формуле ЛВС. Как видно, районируемые территории получились комплекс- ными, обладающими пли не обладающими всеми принятыми во Круги Эйлера называются также диаграммами Вечна. Однако правиль- нее oiiiociiTi, к последним прямоугольные диаграммы, употребляемые, в част- ное! л. при определенп!! нопятий через род и видовое отличие. с знак дизъюнкции. Он читается как «или». ’ Черта над буквой -^знак отрицания, Л читается как «не .4».. 171
Рис. 41. Действия, производимые при типологическом районировании ме- тодом чередования классификационных признаков внимание признаками, хотя районирование производилось по их чередованию и на каждой ступени принимался во внимание только один из них. Если А, В и С — компоненты, то выделен- ные семь контуров — типы ландшафта. Лучше понять механизм районирования по чередованию при- знаков можно при помощи следующей модели. Представим се- бе, что все компоненты и факторы ландшафта располагаются один над другим, так что вертикальный профиль их представля- ет собой ряд ярусов (рис. 41). Наверху располагаются ведущие, в основном мало дифференцированные по площади, признаки. Далее книзу пространственная дифференциация усиливается. Полосы СТ символически изображают одинаковые контуры, за- нимаемые компонентами на районируемой террито- рии и проектируемые на площадь ландшафта. Предположим, что ра- диация — фактор, изме- няющийся наиболее посте- пенно (чем больше ампли- туда волнистых линий, тем больше размытость границ). Наш участок пе- ресекает только один ру- беж (А). Пусть это бу- дет граница тепловых поя- сов. Следующие рубежи типов земной коры (вклю- чая рельеф), выраженные морфотектоническими гра- ницами, не находятся ни являются довольно резки- ми (Б, В, Г, Д, Е). Пунктирные линии на рисунке означают от- сутствие влияния. Далее рубежи атмосферы, поддающиеся толь- ко статистическому определению, как линии наибольшей вероят- ности смены ее физических состояний приурочены и к границе тепловых поясов, и к крупным морфотектоническим границам, которые их экранируют. Кроме того, некоторые из них могут находиться в других местах (Ж), если они вызваны, например, общей циркуляцией атмосферы или трансформацией воздушных масс над протяженными географическими объектами. Гидроло- гические рубежи подчинены изменениям и земной коры и атмос- феры, но в отдельных случаях могут быть независимы как от тех, так и от других (3, И, К), например рубеж сухих дельт пустынных рек или озерной области на месте бывшего оледене- ния. На отдельные изменения атмосферы, важные для других компонентов (Г, Ж), гидросфера может и не реагировать, 172 в какой связи с тепловым поясом и
например, если Г и Ж —изменение скорости господствующих ветров. Растительность очень чувствительна к колебаниям влажности, и можно считать, что она отзывается на все гидро- логические изменения. Но ее вариации, конечно, этим не огра- ничиваются. Помимо географических ее распространение подчи- няется чисто биологическим факторам. Например, занос семян ветром или мигрирующей фауной может вызвать смену расти- тельных ассоциаций (Л, М, Н, О, П). Не стоит продолжать эти рассуждения на остальные компо- ненты: животный мир, мир микробов, почвы. Путь уже ясен. Спроектируем рубежи компонентов на линию ландшафта. При этом толстыми линиями обозначим те рубежи, на которых ска- залось влияние большего числа компонентов, средними — мень- шего числа, и тонкими — одного последнего компонента. При этом типами ландшафта мы будем считать территории большие или меньшие, но всегда однородные по всем ландшафтообразу- ющим компонентам, признанным нами за существенные на всех ступенях, от которых мы опускаем проекции. Например, мы можем принять за тип ландшафта участок БВ, если мы счи- таемся только с крупными рубежами, существующими в земной коре и атмосфере, или разбить его на БИ и ИВ, если мы решим обращать внимание также на гидрологические различия, или, наконец, можем при наибольшей детальности выделить участки БМ, МИ и ИВ, если, кроме того, хотим учитывать варианты растительного покрова. Если бы мы изменили порядок факторов, конечный резуль- тат не изменился бы. Но если бы мы выбросили некоторые фак- торы, сочтя их несущественными, мы не досчитались бы ряда ландшафтных границ. Такие явления неизбежны. Они зависят от точки зрения исследователя. Каждый компонент может быть охарактеризован целым рядом свойств. Полосы компонентов можно разрезать на более узкие ленточки, например, земную кору—на рельеф, состав горных пород, 'морфоструктуру и т. д. И каждая такая ленточка дает свои проекции на ландшафтную карту. Все их исчерпать невозможно, приходится выбирать, и результат каждый раз будет несколько, а может -быть и суще- ственно, другим. Комплектность районирования выявляется постепенно. На первой ступени мы имеем только карту тепловых поясов, кото- рую, разумеется, нельзя считать за комплексную. На второй — к тепловым поясам добавляются морфотектонические единицы, это уже намек на комплексы. На третьей мы получаем выделы, единые в радиационном, морфотектоническом и климатическом отношениях, это уже крупные, «грубые» ландшафтные единицы. Так постепенно спускаясь по ступеням таксономической лестни- цы, мы «врастаем» в полные ландшафты (насколько нам позво- ляет количество принятых во внимание признаков). При этом дополнительнее преимущество метода заключается в том, что 173
мы Bceiда знаем, какие с-вонства лежат в основе тою или иною комплекса н почему гак, а не иначе' проведены его Г]>аппиы. § 6.2. СУБЪЕКТИВНОСТЬ Дискретное пространство можно делить лишь но есте- ственным границам, его расчленяющим. Континуальное прост- ранство, как, панрнмер, ландшафтную сферу, можно делить многими разными способами. Однако не произвольно. Разделить ландшафт, изображенный на рис. 39, Л, ио линии МН нельзя, так как это бессмысленно; ведь ни один природный рубеж из многих тысяч, пролегающих в этой местности, не проходит по линии МН. Если даже число реальных границ па местности равно бесконечности (например, средняя граница температур января выше — 5; 5,1; 5,2°... или граница смьпостн почв свыше 10; 10,1; 10,2%...), то число прямых и кривых линий, которые можно провести на карте, равно бесконечности второго иорядка. Мы должны ограничивать своп выбор только первыми. Доступ- ные для выбора природные рубежи в большинстве случаев идут приблизительно параллельно или концентрически, ооходя ядра тниичиостп. Выбирая из них границы ландшафтов, мы соверша- ем два волевых акта: выбираем классификационный признак и выбираем ступень его неразличимости. Этим мы вносим в рай- онирование субъективность: мы конструируем мысленно и при- лагаем к местности сетку районов, которых она сама не имела. 11 делаем это сознательно ради удобства научного исследования или практического использования и преобразования ландшафта. Обычно против субъективности районирования выдвигаются два довода. 1. Специальных районировании может быть сколько угодно, но среди них существует одно главное, объективное общенауч- ное и общеобразовательное, па которое все они опираются (Гвоздецкий и Исаченко, 1962, стр. 460—461; Михайлов, 1962, стр. 98 100; Прокаев, 1967, стр. 8 9). Такого основного, еди- ного районирования нет. Даже для самых общих образователь- ных целей нужны своп варианты районирования: для школьни- ков надо подчеркивать различие* видимых, впечатляющих черт ландшафта, для студентов приобретает значение генезис, для страноведческого описания важно показать те стороны ланд- шафта, о которых больше всего говорится в тексте, для атла- са - дать грубо генерализованные границы, подчеркивающие основные закономерности распределения ландшафтов. Здесь нельзя ограничиться одним снятием или сгущением iраниц. Другое дело, что об этом не всегда дос таточно думают, не все! - да стремятся согласовать районирование со спецификой iioipe- бнтеля, это недостаток пашей работы, и не следует возводить его в добродетель. Ссылаются на общегосударственные кар- 174
тг>1 -- геологическую, почвенную, геоботаническую и т. д. Они су- ществуют и приносят пользу. Но это узкоотраслевые карты, и все-таки они не отвечают па ряд запросов: почвенная карта не годится для борьбы с эрозией, агрохимии, земельного кадастра, геологическаядля изучения четвертичных отложений, подзем- ных вод, полезных ископаемых. Ландшафтная карта, изобража- ющая комплексы явлений, еще более обща и еще менее приме- нима для практических целей. Что касается общенаучных целей, то это чистая фикция. Нужны различные карты районирования для изучения балансов тепла и влаги, для выяснения генезиса и истории развития, для определения производительности ландшафта, для познания эко- логических условий живых существ. И дело здесь не только в масштабе и детальности. На различных картах должны быть нанесены различные, границы, которые пе могут быть отобраны из сетки «общего» районирования, так как их там пет, для них просто пе нашлось бы места, если бы их все вздумали нанести па «общую» схему, и, наконец, их просто нельзя предвидеть, пока они не понадобятся. Л между тем все перечисленные кар- ты ^ландшафтные и должны включать контуры высокой комп- лексности. 2. Возражение, исходящее из практики: «Мы дали общелапд- шафтпую карту областному управлению сельского хозяйства п получили благодарность; они говорят, что хорошо сумели се ис- пользовать. Значит, никакой другой карты и не нужно, значит, наша карта удовлетворяет самые разные запросы». Конечно, работники сельского хозяйства, которые раньше пс имели ника- кой карты природы, обрадовались, получив хоть какую-нибудь. Но они обрадовались бы гораздо больше, если бы для них сде- лали специальную карту, на которой климатические границы были бы проведены ио срокам созревания почв для пахоты, зоо- географические--ио ареалам распространения озимой! совки п яблонной плодожорки и т. д. Безусловно, такие карты состав- лять трудно, ибо для каждой отрасли хозяйства нужно это де- лать заново. По пе надо смешивать «не могу» с «и так сойдет». В ландшафтную карту, предназначенную для целей градо- строительства, очевидно, должны войти средняя скорость ветра, максимальные и минимальные температуры, обилие питьевой воды, густота расчленения рельефа и т. и. Для прокладки тран- спортной сети нужны данные о иаличип стройматериалов, об устойчивости грунтов, о повторяемости метелей, о климатиче- ских условиях посадки защитных полос... Геохимические ландшафты являются пс особыми, по обыч- ным!!; в них в качестве одного из классификационных признаков взят химизм среды, способ и направление переноса химических элементов. Приблизительно такой! точки зрения придерживают- ся и ведущие авторы в этой области. Так, Л. И. Перельманом составлена карта геохимических ландшафтов СССР («Физико- 175
географический атлас мира», 1964, карта 238), выполненная на фоне общеландшафтных зон. Только на второй ступени начи- нается деление на геохимические ландшафты. Ничто не мешает дальше делить их по другим признакам. Химические факторы, конечно, нужно включать всегда, когда они имеют большое зна- чение, например, для того же сельского хозяйства или для целей медицинской географии. Единственной объективно неизбежной чертой районирова- ния является его субъективность. Из этого, однако, отнюдь не следует, что ее не надо пытаться свести к минимуму. Для этой цели был предложен ряд математико-статистических и инфор- мационных методов, которые были испытаны преимущественно на опытах крупномасштабного районирования. Для примера укажу на метод А. Д. Айвазяна и В. А. Углова (1970), предложенный авторами для геоботанического райони- рования, но при расширении круга признаков применимый так- же и к ландшафтному. На площади, «подозреваемой» в одно- родности, размечается п точек. Каждая точка изучается по т признакам. В результате строится матрица, данные которой рас- сматриваются как выборка случайных величин. Хп, Х12,.. .Xjy, . . . Xlm Х2Р Х22,. . ,Х2у, ... Х2т хи, Хс2,. . .Хсу, ... Хст ХЛ1, Хл2,. .. Хяу, .. . Хлт (6.2) Затем всемножество точек Т делится на два непересекающихся подмножества Тк и Tn~h, которые при проверке критерием х2 должны оказаться однородными. Если после рассечения Т все- ми возможными способами подмножества не дадут результат больший х2. значит, территория однородна и может быть выде- лена в качестве самостоятельной единицы. В противном случае часть ее Тк или Тп~к отрезается, а остаток снова подвергается испытанию. Метод Т. Д. Александровой (1971) позволяет определять не только, однородны ли данные участки, но и в какой степени они однородны. Показатель однородности может изменяться от 0 (отсутствие общих черт) до 1 (полное сходство). Еще один способ описан А. Д. Армандом (1973 а). Он заклю- чается в уточнении границ региона иа 2-й стадии районирова- ния (по Ю. К- Ефремову). Способ основан на приращении ин- формации при движении по местности. Исследователь получает тем больше информации, чем больше он встречает на своем пу- ти нового. Где количество нового достигает максимума, прово- дится граница. Из найденного ранее ядра типичности примерно 176
по радиусам проводятся профили. Далее наблюдения ведутся по этим профилям, в определенных точках, на «шаг» отстоящих друг от друга. Состав признаков, состояние которых фиксирует- ся в точках, комплектуется методом Дельфи 'или каким-либо иным способом (Куприянова, 1969). Для каждого признака за- дается число классов и вычисляется ступень неразличимости (или наоборот). Затем находится, на сколько ступеней изменил- ся признак при продвижении по линии профиля на один шаг. Одно пересечение ступени неразличимости обозначается Л/, следовательно, при I пересечений на длине шага 'информация возрастает на Л//. То же повторяется на следующих шагах. На график наносится ряд кумулят, полученных из определений по частным признакам, и одна суммарная. Там, где сумма измене- ний достигает максимума и суммарная кумулята идет наиболее круто, проводятся природные границы. Повторяя эти операции но ряду профилей, постепенно оконтуривают регион или тип ландшафта. Способ, по признанию автора, труден для типоло- гического районирования, так как накоплением информации можно определить лишь абсолютную величину, но не знак из- менения. При переходе от региона А к Б получается ровно такой же прирост информации, как и от Б к А. Поэтому если два оди- наковых региона А разделены контрастным участком Б, то при пересечении двух границ разница между ними не исчезает, а удваивается, оказывается равной 2SA/. Избежать этого можно, только делая очень большой шаг, так чтобы контрастный уча- сток профиля в него «провалился». Кроме того, следует помнить, что максимальный градиент на суммарной кривой может не сов- падать с максимальными градиентами частных кривых. Все указанные способы не устраняют субъективности райони- рования. При статистическом методе результат зависит от гра- ниц предварительно обследуемой территории, от количества то- чек и от набора признаков, изучаемых на каждой точке. П. Хаг- гет пишет по поводу статистических методов районирования (Haggett, 1969, стр. 500): «Проблема их истолкования требует постоянных волевых решений относительно выбора переменных, числа и места точек наблюдения, стандартизации и нормализа- ции наблюдений, выбора подходящих коэффициентов корреля- ции, числа извлекаемых скрытых корней и т. д.». При информационном методе результат зависит от выбран- ного шага по профилю, от ступени неразличимости и опять-таки от набора признаков. Кроме того, исследователи иногда задают разным признакам разные коэффициенты взвешивания. Оценки этого приема я уже касался в параграфе 4.3. Напрасны надежды на полную объективность метода райони- рования и с помощью электронно-вычислительных машин. ЭВМ работает согласно алгоритму, заложенному в нее программистом. А программист или дающий ему задание ученый должен предва- рительно решить все те же «проклятые» вопросы и, приняв то 177
пли иное решение, предписать машине районировать согласно с его мнением. Но тем по менее указанные способы плодотворны. Они пере- носят субъективный момент на решение более простых задач, как, например, выбор шага, .зависящий от длины профиля и наличия рабочей силы, или ступени неразличимости, определяемой точ- ностью приборов. Словом, они до известной степени сужаю! рам- ки субъективности и гарантируют от ошиоок после того, как главный произвольный момент— выбор признаков сделан. Математические методы не исключают принцип чередования признаков. Например, при информационном методе пришакн отдельно и в последователь- ном порядке. Только па по- следнем этапе камеральной обработки они объединяются в 'Интегральную куму.тяту. Этот способ в корне отли- чается от основанного па ин- туиции районирования по комплексу приз никои. К сожалению, математи- ческие способы очень трудо- емки и, вероятно, еще ,пе ско- ро войдут в массовое упот- ребление. Пока они испыта- ны лишь на небольших уча- стках. Было бы плодотвор- но испытать пх для ланд- исследуются и кумуляты строятся / и 2 случаи I’ и с, '12. Схема paeii.'ibin'iат ;ii грмиадл (по (д'ме11опу-Тя11-111:ик'’л-.>- mv, 1028, стр. 13) шафтного районирования в среднем и мелком масштабе, исполь- зуя в качестве первичного материала специальные карты. Еще одна область, где проявляется субъективность райони- рования, - это границы. В 1928 г. В. II. Семенов-Тя и-111 а и с к и i г (стр. 13) предложил метод превращения расплывчатых границ в линейные. Он привел схему (рис. 42)- показывающую варили 1Ы проведения i раиицы. На рисунке крестиками показаны участки, обладающие одним признаком, кружочками другим. Можно гр\бо разделить два региона, обладающих разными признаками, но средней линии на 1 и II (цифры слева), а можно выделит переходную зону, получив таким образом три региона — I. II и Ill (цифры справа). Хотя вопрос, казалось, выяснен, однако еще is середине 5()-х годов велась дискуссия о том. существую! ли воооше в природе постепенные границы (Арманд Д. Д-, 1955). Она являлась ре- зультатом незакономерного переноса на пространственные о i но- шения теории, скачков из области исторического машрна.пима. /Теперь, вероятно, уже никто не сомневается в том, что с\гцест- | вуют границы любой степени постепенности. Резкие границы выглядят постепенными при увеличении масштаба. 178
Даже бровки балок в масштабе 1 : 1000 превращаются в по- лоши! шириной в несколько миллиметров. Если мы попытаемся пр ;>.теднть границу между межбалочпыми водораздельными пр ы1раиствами н выпуклыми иадбровочпыми склонами, которые ртознты па неси Среднерусской возвышенности, т. е. между дву- мя' различными регионами (ранга фаций), из которых один отли- чайся почти горизонтальной поверхностью, заиадииным микро- рельефом, мощным типичным черноземом, отсутствием эрозии, ко в ы.тьн о-прямокостровой ассоциацией стенной растительности, а дрогой - уклонами до 5--8°, ложбинным микрорельефом, пере- рытым (сурчипиым) черноземом, эрозией (укороченный тори- зон i А), ковыльно-шалфейной (на южном склоне) ассоциацией, то мы не обнаружим пи малейших ее признаков. Все свойства регионов изменяются шаг за шагом, и водораздел постепенно переходит в склон. Аналогичное положение с явлениями совершенно другого мас- штаба можно видеть в таблице 6.2. , Т а б л г и а 6.2 Ширина переходных зон, по разным авторам, км Л и )•< >р Лееос । еи1, на долго i е I hi.ivny с 11.п1я на 1олго-[ е Вг .'п о] рд ха Воронежа ()м СКА ,П. С.. Берг* 17(1 I.50 270 Г. Л. Рихтер " 3D0 1'20 |2() Ф. 11. Милькон *** 570 25(1 150 «I ('OJ рлфПЧесКПГ юны С() 1)0 I С КО) О (л)М';)», ] Н. |*)л2. ( р) : ' мри Ито । col ]><к|»и'1емщи'| aj ыс мп'ым. Ю»|. biipi.i 219 «Природные юны (‘(Х'Р». 1961, кк. f адиоп пит. Очевидно, границу переходных зон не легко пайш, если луч- шие специалисты расходятся в оценке более чем па 300 км! Са- мое неприятное, что, выделив переходную зону, мы сейчас же останавливаемся перед вопросом: а не надо ли выделить пере- ходной зону между broil переходной п «основной» зоной? Определить компонент, но которому производится райониро- ванье, недостаточно, надо уточни п>. какое именно свойство ком- поне.'на принимавIся во внимание. Например, в случае с лесо- сГ( и.,ю можно принять за таковое известный процент (от... до...) лее ' )окры 1 ых площадей. или площадей с типичными для леео- ("юл почвами, или с «лесостепным» климатом. Для границ водо- pa ;де.ты1Ы.\ пространств бывает целесообразно принять в каче- стве [раницы изогсоклину (линию равных уклонов)- Какую имен- но. легче решить для пашни, нежели для степи. Пахать круче 1.FA рекомендуется только вдоль горизонталей, пот этот уклон и 179
рационально принять соответственно за нижнюю границу водо- раздельных пространств. Лес в естественных условиях переходит в открытые травяни- стые пространства через мелколесье или редколесье. Выделив их как переходную зону, целесообразно наметить ее границу, задавшись в первом случае предельной высотой деревьев, во вто- ром — количеством деревьев на гектар или предельным расстоя- нием между кронами. Почвы редко имеют резкие грани- цы. Чтобы наметить границу между сильносмытыми и среднесмытыми почвами, на- пример, для планирования противоэроэионных меропри- ятий, надо договориться, что сильносмытыми мы считаем почвы, лишившиеся, ска- жем, >50% гумусового го- ризонта, что под «гумусо- вым» мы понимаем горизонт Л-pBi, что эталонная мощ- ность этого горизонта прини- мается раиной, например, 60 см. Для правильного вы- бора классификационных признаков и их количествен- ных значений исследователь Рис. 43. Выбор произвольной гра- ницы между тремя регионами на осно- ве типологической карты. А —выбраны первичные (для данного мас- штаба) контуры. Б — согласно класснфикацнн на них поставлены условные знаки типов мест- ности 1, 2, 3. В — проведены границы регионов с преобладанием одного нз этих типов. Г — ра- бочая нагрузка снята; получены карты индиви- дуального районирования; районам даиы на- звания (индексы): I, II, III должен понимать, как влия- ют природные факторы на ту отрасль хозяйства, для кото- рой производится райониро- вание. «Границы можно устана- вливать, картографировать только там, где они есть. А там, где их нет, их можно только ’Придумать»,— пишут В. П. Лидов и др. (1954, стр. 58). К «придумы- ванию» границ они, по-видимому, относятся с осуждением. Меж- ду тем, там, где существуют только постепенные переходы, эта операция в практических целях бывает не только похвальной, но и необходимой. Как, например, провести естественную грани- цу в ситуации, схематически показанной на рис. 43? Этот рису- нок, являющийся развитием схемы В. П. Семенова-Тян-Шанско- го, показывает на необходимость построения искусственной, «придуманной» границы регионов. Можно было бы кроме пока- занного решения срезать выступы региона I, отнеся их соответ- ственно ко II и III, или срезать выступы региона II, отнеся их к 180
1 и 111. Все три решения в равной степени законны. Д. Григ за- ключает (1971, стр. 190): «Трудности (проведения границ.— Д. Л.) становятся особенно ощутимы, когда район выделяют по нескольким признакам. Чем больше критериев используется для выделения района, тем сильнее обычно бывают расхождения. Именно это отсутствие территориальной корреляции и было при- чиной ожесточенной критики понятия «район»». Кроме промежуточных переходных бывают ланд- шафты переменного т и п а. Они изменяются как проявление зональной струк- туры самого главного ком- плекса. Это ландшафты, не имеющие ядра. Таковы гор- ные склоны, озерные котло- вины, некоторые побережья морей (рис. 44, А и Б). Они образуют ряд зон, по кото- рым, если идешь вкрест про- стирания, все время встреча- ешь новые ландшафты. Ино- гда они естественно делятся на зоны, а иногда, как в юж- ных горах при смене кустар- никовой зоны на зону дуба, этой последней на зону гра- ба и бука, переходы бывают незаметными, и всю лестни- цу можно бывает делить ус- ловными границами на лю- бое число ступеней, прини- *_______________ £ 77777?. '6 6 1 ’ 7 ' 1 Ш у///А 1 Л///7 1! /'W 1 я И ill е е е е е е ее е В Г Р и с. 44. Схема специальных ланд- шафтов. А и Б — переменного типа. А—горный склон, побережье; Б—озерная котловина, одиночная вершина; В и Г — постоянно-повторного типа (колки, западины, овраги) мая более или менее широкие границы типов ландшафта. Нако- нец, бывают ландшафты постоянно-повторного типа, например равнины с западинами или с оврагами, распо- ложенными более или менее равномерно (рис. 44, В и Г). Эти детали можно или выделять в особый тип ландшафта, или, если они слишком мелки, включать их в комплексный тип «равнина с оврагами», противопоставляя ее «равнине без оврагов». Итак, можно предложить следующую классификацию гра- ниц. Границы Антропогенные Естественные Условные (всегда резкие) Постепен- ные Резкие Постепен- ные Резкие 181
Когда при районировании нам встречаются ccreciвенные по- ' степенные границы, то мы вынуждены искать место для замены j их условными, если только пе применяем специальные картогра- < фические приемы, как-то: спектральную отмывку, полосчатую двухцветную окраску и т. и. (Арманд Д. Л., 1955, стр. 277). Важнейший вывод, который мы можем сделать из рассмотре- ния методов типологического районирования, это тот, что рай- онирование— процесс творческий. Мы должны ясно представить себе, что естественный ландшафт является его материалом, а на- брасываемая на него сетка классификационных единиц—пло- дом мыслительной работы ученого. Это первый этан, предпосыл- ка деятельности географов по конструированию ландшафтов, по преобразованию природы. § 6.3. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ Если мы, районируя снизу, выделяем сетку первичных (самых мелких, которые нам нужны) единиц, то про нее еще нельзя сказать, типологическое это районирование пли индиви- дуальное. Это просто беспорядочный конгломерат контуров. Только дальнейшие операции могут проявить его природу. Э,п операции бывают двоякими: или исследователь начинает искать, нет ли у разных контуров общих черт по учитываемым класси- фикационным признакам, н, найдя нх, объединяет в типы ланд- шафта, или он обращает внимание на индивидуальность каждого контура и тогда, дав каждому название, описывает их как пепо- вторимые объекты. Дальше укрупнение идет но разным путям, и два метода рай- онирования все больше расходятся. В типологическом райони- ровании мы соединяем по обобщенному классификационному признаку несколько ншов ландшафта, например типы еловых, сосновых и пихтовых лесов в один более широкий тип хвой- ных лесов. При индивидуальном районировании мы начинаем подбирать к одному контуру несколько соседних, группируя пх в регион следующей таксономической единицы. При этом мы обращаем внимание на то. чтобы в пего вошло как можно боль- ше чыделов того же типм ландшафта, как п первый, послужив- ший основанием грхашпровкп, плп чтобы в пего вошли тины ландшафта нискольких, более или менее контрастных типов, по закономерно повторяющихся па некоторых площадях, как пока- зано па рис. 44, В п Г. 11а рис. ?>S изображена как раз эта ста дня районирования. Регион J[—типичный регион с преобладанием од- ного типа ландшафта VII, а регион А представитель вида, основанного па постоя ином повторении п nepecioiBa пин типов I, IV и VI. Эту операцию можно продолжать и дальше. Всегда, выполняя индивидуальное районирование, желатель- но опираться на заранее произведенное типологическое, на кото- 182
Сбор hof .'" ,::-f-i,?i4i'TTr^> Г!г perpy ri nr pc BKd Слсж ifi,ie деист вия Обобщение и инди- вядуалширование Рис. 45. I[ростсппшс способы районирования. Прямоу» ольвикн - модусы, стрелки — дейеышя. А-Б—односгупенное районирование сни- зу (ио Родомапу, 19<»7, стр. 41), В-Г — районирование сверчу ром нанесены контуры по крайней мере на единицу более низ- кого ранга, чем тот, с которого начинается индивидуальное. Воз- можной заменой его может послужить серия отраслевых карт того же масштаба. При продолжении индивидуального райони- рования «вверх» желательно иметь и соответствующее ему типо- логическое районирование более высоких рангов. При индивидуальном районировании часто в пределы региона в ходят чуждые включения, может быть, совсем иного генезиса: останец, лакколит, одинокий оползень, карстовая воронка, груп- па старых деревьев, уцелевшая от лесного пожара, или просто участок соседнего региона, типичный для пего, но врезавшийся островком или глубоким заливом в чуждую территорию. При типологическом районировании их бы обязательно выделили в отдельный контур, как пе обладающих гем свойством, которое принято в качестве классификационного признака. При индиви- дуальном -- опп включаются в ближайший соседний регион, так как единообразие пе является обязательным условием для по- следнего, для него важнее территориальная целостность. Так от- дельные скалистые горные массивы, встречающиеся средн пес- чаной пустыни, включаются в регион Кызылкума, так лакко- литы включаются в Северо-Кавказскую предгорную равнину, так островные боры включаются в зону лиственных лесов. \ Б. Б. Родомап (1967, сгр. 41) нарисовал схему логических операций, сопровождающих переход типологического райониро- вания в индивидуальное. Я воспроизвожу ее в упрощенном виде 183
на рис. 45. Сбор нового материала, по Б. Б. Родоману, происхо- дит дважды: когда точкам на местности дается характеристика, позволяющая их классифицировать, и когда происходит превра- щение типологического районирования в индивидуальное, позво- ляющее подчеркнуть индивидуальность районов в описании. Я несколько иначе представляю себе окончание цепи операций. При переходе к индивидуальным регионам происходит пре- жде всего слияние типологических районов, их укрупнение. Я изобразил это на рисунке как стадию 7а. Для индивидуаль- ных регионов характерна именно их гетерогенность; типы ланд- шафта, заштрихованные в клетку, хотя и чуждые остальной тер- ритории, тем не менее включаются в регионы 1 и 2. Модус клас- сификации регионов кажется мне излишним. При районировании сверху, которое у Б. Б. Родомана не пре- дусмотрено, логические операции располагаются, как указано в нижнем ряду. На основе уже добытых знаний и корректировки во время процесса районирования составляется классификация типов ландшафта. Затем все точки земной поверхности просмат- риваются на местности или на имеющихся компонентных и от- раслевых картах и относятся к той или иной категории, имею- щейся в классификации. Затем проводятся границы, объединяю- щие сходные точки, и дальше все идет, как на верхней схеме. Во включении чуждых участков ради цельности региона за- ключается основное принципиальное отличие индивидуального районирования от типологического. Это отличие не вполне уло- вил и Б. Б. Родоман. При индивидуальном районировании допускается дополни- тельный волевой акт по сравнению с типологическим, его подсти- лающим. Это происходит каждый раз, когда нам встречается ситуация, подобная изображенной на рис. 43. Поэтому субъек- тивность при выделении регионов всегда больше, чем при выде- лении типов ландшафта, и соответственно научная ценность индивидуального районирования меньше, чем типологического. Типологические единицы районирования в большей мере объ- единены генетически, чем индивидуальные, и Ф. Н. Мильков за- блуждается, предполагая обратное (19566, стр. 81). Низшие ти- пологические единицы, которые выделяются по строгой однород- ности классификационных признаков, как раз предполагают общие условия развития. Лишь в редких случаях одинаковые ландшафты создаются различными процессами. Удаленность контуров не служит препятствием генетическому родству, так как те же процессы могут повторяться в разных местах. На бо- лее высоких ступенях, где общие признаки отбрасываются один за другим, естественно, соблюдается генетическое родство толь- ко по оставшимся признакам. Индивидуальные же регионы, па-, скольку они включают неповторимые черты, созданные иными, чем окружающая местность, процессами, гораздо менее выдер- жаны в этом отношении. 184
После выяснения свойств индивидуального районирования мы можем дать его определение. Индивидуальное ланд- шафтное районирование заключается в объединении смежных территорий, состоящих преимущественно из одних типов ландшафта или из определенных сочетаний разных типов ланд- шафта. В выделяемый регион входят и небольшие чуждые кон- туры, если они заключены в него или встречаются на его грани- цах. Они присоединяются к тому или иному соседнему региону по усмотрению исследователя. Решающим и в этом случае яв- ляется критерий цели. Определение индивидуального райониро- вания при замене слова «ландшафт» соответствующим компонен- том применимо как к ландшафтному, так и к компонентному районированию. Для чего нужно индивидуальное районирование? Для науч-! пых целей оно малоприменимо. Науке противопоказаны посто- ронние включения и привлечения, она работает с чистыми мате- риалами. Если же нужно специально изучить взаимодействие, например, между островным лесом и окружающей степью, то их надо рассматривать как смежные типы ландшафта, что гораздо точнее фиксируется при типологическом районировании. Оно не нужно и для хозяйственных целей: сельского хозяйства, мелио- рации, организации территории, дорожного строительства, гра- достроительства, использования минеральных ресурсов и т. п. Планирование всех этих отраслей требует наличия территории именно данного типа. Оно отвергает принцип смежности: как бы ни был пространственно близок выступающий останец к окру- жающей равнине, система орошения обойдет его стороной. Доро- ги постараются не проводить в местности, изборожденной овра- гами, хотя бы они были закономерным элементом территориаль- ного комплекса. Для чего нужно индивидуальное районирование, так это для 1 образовательного процесса, особенно на его ранних ступенях.' Ученикам, впервые начинающим изучение земной поверхности, твердое и простое разделение «а регионы помогает усваивать материал. Знание того, что на Валдае холмистый рельеф, а на Северном Кавказе — куэстовый, четко запоминается, а описа- ния включений — озер на Валдае, лакколитов — в Предкав- казье — увеличивают интерес и способствуют закреплению пред- ставлений об этих краях. В вузах роль индивидуального райони- рования уменьшается. Студенту нужно знать, какие формы име- ют остатки валдайской и московской фаз оледенения, как совре- менные реки используют долины прарек и долины прорыва. Он учится овладевать сравнительным методом, а это нужно делать с-помощью типологических карт. Карты индивидуального районирования нужны как приложе- ние к страноведческим описаниям, носящим общедоступный ха- рактер, и к атласам, где они исполняют обязанность обзорных карт, поясняя в общих чертах, «где что есть». 185
В области экономической и и области государственного стро- ительства нужны карты экономико-географического районирова- ния. Они нужны как подложка при административном делении, при выделении районов Госплана, при определении границ воен- ных округов, управлений связи, железных дорог и г. д. Л как подложка второго яруса под экопомико-ieoiрафические карил нужны карты индивидуального физико-географическою райони- рования. При перенесении па экономико-географические карты не нужно копировать их границы, но полезно иметь их в виду. При практическом осуществлении индивидуального райони- рования первый вопрос, который встает,--это опя1 ь-таки, свер- ху или снизу целесообразнее начинать. Здесь ответ оудет обрат- ный по сравнению с типологическим районированием. Только при районировании снизу мы можем и полной мере использовать ра- нее1 выделенные типы местности и таким образом уменьшить субъективность районирования. Да и по самому смыслу опера- ции, в то время как при типологическом районировании мы пре- имущественно анализируем и выделяем территориальные раз- личия, при индивидуальном мы синтезируем регионы из разно- родных частей, хотя и обладающих некоторыми общими свойст- вами. Повторяю список «грехопадений», в которые мы впадали па пути районирования, совершая волевые акты. Они соответствуют степеням свободы, которыми мы располагали, для выполнения разных вариантов районирования. Типологическое I. Выбор классификационных признаков. 2. Выбор ступени неразличимости. Индивидуальное .3. Выбор сочетания типов местности, включаемых в pei ион. 4. Подключение к региону чуждых контуров. По мере движения по таксономической лестнице соответст- вующие волевые акты повторяются и субъективность нарастает. Этот процесс можно изобразить графически в виде трубки допу- скаемого расхождения результатов (рис. 46). Уже дойдя до,низа по колену типологического районирования, мы можем благодаря степеням свободы 1 и 2 попасть в различные точки оси абсцисс, т. е. получить существенно отличающиеся границы ландшафтов. Предположим, что мы попали в точку М. Начиная из этой гонки индивидуальное районирование, мы тем самым до некоторой сте- пени предрешаем его исход. Мы уже не попадем ни на отрезок <аб, ни на отрезок вг, но у нас еще остается свобода за сче г во- левых актов 3 и 4 прийти в любую точку отрезка бв. В этом и со- стоит большая степень субъективности индивидуального райони- рования по сравнению с типологическим. При мелкомасштабном районировании пет надобности доходить до низа. Можно повер- нуть на любом избранном уровне. Доводить индивидуальное районирование до ландшафтной сферы по имеет смысла. 186
I hi синологических картах указание в легенде классифика- ционного признака вполне исчерпывает описание тина. Следует юлько принять во внимание, что оно дополняется всеми’призна- ками, па основании которых происходило выделение па выше- стоящих таксонах. Если эти единицы выписаны в топ же леген- де. то повторять их каждый раз пет смысла. В случае необхо- димости в особой графе легенды могут описываться сопутствую- щие признаки. На картах индивидуаль- ного районирования нано- сятся названия каждого ре- гиона. Если они не помеща- ются на карте, на ней ставят номера, а названия выписы- вают в легенде. Названия мелких пунктов могут быть объяснительные: Водораз- дельное пространство к за- паду от Соснового оврага. Южный склон горы Лкташ и т. в. Так как при райони- ровании на карте регион дается только его граница- ми, то вся внутренняя его «начинка» переносится в текст, который может иметь самую разную степень де- тальности, от краткой харак- P и с. 46. Возможное расхождение результатов ра пони роля mi я ол;> год а р>т на линию полевых решении. Заш । ри\овлпа трубка возможных расхождении тсристики в легенде, наври- мер «Восточно-Закавказский среднегорный стенной», до весьма подробного описания. Переходы одного вида районирования в другой возможны в ограниченном числе случаев. 11а картах могут быть показаны типы ландшафта и выделенные на их основании регионы (рис. 47). Такой способ районирования весьма выигрышен с точки зрения обоснованности выделения регионов. Обратный переход о г индивидуального районирования малых единиц к типологи- ческому более крупных исключен. Поскольку в индивидуальных регионах всегда содержатся посторонние «примеси», никакое их объединение не удовлетворяет строгим требованиям чистоты ти- пов ландшафта. 11о от о ion операции следует отличать группи- ровку регионов по преобладающим типам ландшафта. Мы име- ем право объединить нреимс iiicciBcnno болотистые, преимущест- венно горные и т. д. ландшафты в болотистый, горный п г. н. типы регионов (рис. 48). Патакой карте можно снять индивиду- альные названия регионов, закрасить или заштриховать сходные регионы одним фоном и выписать их общую характеристику. Получится пссвдотипологпческая карта, одинаковые типы регио- 187
нов которой говорят о сходных чертах на большей части смеж- ных или удаленных друг от друга регионов, но не гарантируют, что это сходство по избранным показателям распространяется на всю их территорию. Я бу- % Рис. 47. Фрагменты ландшафтной карты с нанесением регионов (по Позд- неевой, 1963, стр. 64). Арабские цифры — типы ландшафта (в ориги- нале — «типы урочищ»); римские цифры — ре- гионы (в оригинале — «местности») ду 'называть такие репио- ны индивидуально- типологическим и. Необходимо помнить о принципиальной разнице между классификацион- ными типами ландшафта и относительно подобными типами регионов. Смешение типологиче- ского районирования с индивидуальным на одной таксономической ступени является методической ошибкой. К сожалению, такая ошибка часто встре- чается. Например, у Б. Ф. Добрынина (1948, вклад- ной лист) на карте глав- ных ландшафтных обла- стей Европейской части Союза ССР, в списке ин- дивидуальных областей, встречается одно исклю- чение: «Область песчаных зандровых низин — «по- лесский» тип ландшафта с развитием древпемате- риковых дюн». Эта «об- ласть» разбросана в пяти контурах от Ижевска до Бреста и по начертанию и по названию является ти- личной единицей типоло- гического районирования. У Э. М. Мурзаева (1953, стр. 25) на схеме физико- географического райони- рования Средней Азии указаны опять-таки реги- оны районируемой территории и среди них пункт 10: «доли- ны и дельты крупных рек» (5 контуров). В данном случае надо было их включить в соседние области или, не смущаясь их относительно малой площадью, выделить в пять самостоятель- на
V Р н с. 48. Ландшафтное районированием псевдотипология регионов (по Исаченко, 1965, стр. 304). Арабские цифры — регионы (в оригинале — ландшафты), римские цифры — типы регио- нов (в оригинале — виды ландшафтов *), буквы — границы регионов различного ранга
пых областей. То же повторяется п с горными ооластямп, одна из которых под названием «Южные' пограничные горы» разбро- сана в девяти -конторах. Это является допустимым лишь sb тех случаях, когда отдельные регионы смыкаются за границами кар- ты. Смешение принципов без надобное in увеличивает суоьекгив- ноегь карты: одни зандровые низины выделены в особый ши ландшафта, другие остались скрынями внутри областей, один реки признаны крупными, другие, как мелкие, нс удостоились выделе и ия. § 6.4. ТАКСОНОМИЯ Выделение зональных единиц в ландшафтном райони- ровании раньше считалось бесспорным. Но за последнее время у пего появились противники. И. Л. Солнцев, написавшим хоро- шую статью в поддержку зонального принципа (1973), в кото- рой доказал, что зональные влияния сказываются на всех ярусах рельефа и при любом составе почв, что азональных ландшафтов пе существует, тем не менее пришел к выводу, чго зоны не долж- ны фигурировать в числе единиц ландшафтного районирования (1968). Основанием к этому является соображение, что зоны пе являются полными комплексами, гак как у них нет единой лиго- генной основы. Поэтому они могут являться только единицей (ораслевого биоклиматического районирования. Но можно зоз- ра шть, чго все крупные единицы районирования •-неполные комплексы: зоны не имеют лнтогспной, а страны и провинции - климатогеппоп основы. Здесь полное равенство, базирующееся па дуализме источников энергии, солнечной и внутриземпой. Нельзя требовать полноты для комплексов, поскольку для их выделения использовано лишь ограниченное число ком нонен >в. Выделяя их, мы как бы останавливаемся на промежуточных с ।у- иенях лестницы факторов (рве. 41). Да и притом «пенолшна» зон вырчжае1ся только в отсутствии ряда классификационных признаков, чго пе мешает реальным зонам располагаться па .ли- зогенной основе (пусть разной) точно гак же, как странам нахо- ди! вся иод влиянием климата (пусп> разного). Просто на уровне крупных единиц нс все еще сделано для досгвжепия полипы; ну что ж, районируя сверху, продолжим работу, достигнем боль- шей однородное । и. А районируя снизу, мы па каждой сгушип неизбежно теряем полноту. Это пачипашея с урочшц, которые являются неполными комплексами, поскольку is них nei едше с। ва тех факторов, которые послужили поводом для выделечгя в их пределах фаций. Так, может бьыь, вообще откамнься лг районирования выше фаций? Ряд высказываний Г. Д. Рихтера .заыавля.т видеть в нем сто ройника взглядов II. А. Солнцева. Так, анализируя рабшу Ф. II. Милькова, он пишет: «К сожалению, в практической рабо- те он oiciynaer от правильного принципа, в ключам в качестое 190
единицы районирования биоклиматичосжую зону» (1965, стр. 12). В дальнейшем, казалось бы, эта точка зрения находит подтверж- дение в предложенной им системе таксономических единиц, вклю- чающей только единицы морфоструктурши о ряда: материк, стра- на, провинция, район (1969, стр. 35). Однако при ближайшем рассмотрении оказывается, что зона здесь скрывается под псев- донимом «провинция». «Провинция—часть страны, объединяе- мая общностью морфоструктурных (это самоочевидно, поскольку опа часть страны. - Д. А.) и биокли.матическпх особенностей (вот это ново! —Д. А.) (один тип рельефа в зоне или системе вертикальных поясов)». И когда Г. /1. Рихтер приступает'к иирак- шческой работе--составлению карты районирования для «Фи- зико-географического атласа СССР», он очень четко выделяет отрезки зон, где они действительно выделяются, и пишет в пояс- нительной записке (1964, стр. 296): «...каждая из провинций по- мещается внутри какой-либо зоны и подзоны, а их границы не пересекают зональных границ». Про Г. Д. Рихтера можно ска- зать, перефразируя его же слова: «К счастью, в практической работе он отступает от неправильного принципа». Пользуюсь случаем, чтобы выяснить два недоразумения, по- служившие причиной неправильных ссылок па меня Г. Д. Рихте- ра и ряда других авторов и вызванные недостаточно четкими формулировками в моей статье (Арманд Д. Л., 1951, стр. 77—81). 1. Я никогда пе был сторонником построения двух независи- мых сеток районов (зональных и азональных) (Рихтер, 1969, стр. 134; Исаченко, 1965, стр. 173). Я построил схему таксономи- ческих единиц с двумя параллельными ветвями лишь для того, чтобы показать их различный генезис, по предлагал употреблять единицы из той и другой по очереди в одном ряду (Арманд Д. Л., 196-16, стр. 71). Пели назовем, пока условно, азональные единицы странами, зональные — зонами, а следующие низшие — провинциями, то деление идет не ио принципу: страна зона J--Пронин >1ия-- а по принципу: страна I отрезок зоны п пределах страны I проппнцпи Высший контур разбивается па несколько низших, отличаю- щихся хотя бы по одному признаку. Таким образом, например, части страны с совершенно одинаковой морфоструктурон, но разные в климатическом отношении являются разными ландшаф- тами. То же относится к частям зоны с одинаковым климатом, но с разной морфоструктурон. 191
2. Я никогда не утверждал, что «единицы физико-географи- ческого районирования имеют характер индивидуальных, а не типологических» (Рихтер, 1969, стр. 35). Наоборот, в 1952 г. я пи- сал, что «(для типологического районирования может быть ис- пользована та же самая таксономическая единица, что и для региональных» (стр. 81). Практика показала, что это высказы- вание было ошибочным, но во всяком случае я всегда считал, что названия таксонов физико-географического районирования, хотя и разные, должны даваться как единицам индивидуального рай- онирования, так и типологического. В связи с высказыванием Н. А. Солнцева и Г. Д. Рихтера необходимо уточнить понимание термина «азональный». Они, не- сомненно, правы в том, что все типы ландшафтов испытывают на себе влияние зональных факторов и что, следовательно, не существует азональных ландшафтов, так же как азональных типов почв и растительности. Но азональные (иезоиальиые) фак- торы—тектоника, рельеф, минеральный состав земной коры, без- условно, существуют, и в применении к ним вполне уместно поль- зоваться этим термином. Другое дело — термин «интразональ- ный», он действительно лишний, так как не только ландшафтов, но и факторов интразональных не существует. Ландшафтоведов почему-то волнует вопрос о низшей единице индивидуального районирования. Здесь что ни ученый, то осо- бое мнение: Г. Д. Рихтер (1969, стр. 35) — район. Н. А. Гвоздецкий и А. Г. Исаченко (1962, стр. 462) —район (ландшафт) *. Ф. Н. Мильков (1956а, стр. 151) — район, но дальше вниз — типологическое деление. Н. А. Солнцев (19496, стр. 69—70) —ландшафт*, но дальше делится на «морфологические части» — до фации. В. И. Прокаев (1967, стр. 119) —фация. В. Б. Сочава (1972, стр. 20) —элементарный геомер (часть фации). Н. И. Михайлов (1962, стр. 147) — фация, но допускает, что можно по надобности делить и дальше. Большинство этих мнений ничем не обоснованы, не говоря уже о неопределенности всех перечисленных таксономических единиц. Так, определения ландшафта* или фации, которые пы- тались подобрать многие географы, не позволяют отличить их от более крупных и более мелких таксономических единиц. «Фа- ция— это определенный, закономерно возникший и пространст- венно ограниченный природный территориальный комплекс» (Солнцев, 1949а, стр. 7). Разве нельзя того же сказать про район, область, зону? Правда, на фацию налагаются дополнительные условия: «фация должна обладать на всем своем пространстве одинаковой литологией, однообразным рельефом и получать одинаковое количество тепла и влаги» (там же). Но в какой сте- 192
пени одинаковым, до какой степени однообразным? Абсолютного однообразия не бывает, а относительное однообразие существует, и на территории более крупных таксономических единиц. К то- му же далее приводимые примеры указывают, например, как на1 образчики фаций на северный и южный склоны оврага, на кону- сы выноса и т. д. — все это далеко не простые образования. В них изменяются сверху вниз горная порода, степень осыпания или аккумуляции, стадии зарастания и т. д. Комплексы не кончаются на фации. Даже кочка, на которую... было излито столько иронии, представляет собой полный гео- графический комплекс со своей растительностью и энтомофауной, со своеобразной почвой, режимом увлажнения и со своим мик- ро- или, лучше, наноклиматом. Недаром К. Ф. Рулье говорил: «Полагаем задачей, достойной первого из первых ученых об- ществ, назначить следующую тему для ученого труда первейших ученых: исследовать три вершка ближайшего к исследователю болота...» (Петров, 1949, стр. 28). Другое дело, что в большинстве исследований рассматривать комплексы более мелкие, чем фация, быть может, не нужно, неинтересно, но кому надо, пусть продолжают исследования дальше. Мне, например, пришлось участвовать в съемке При- каспийской низменности, которая производилась с целью выяс- нения лесорастительных условий полупустынного западинного комплекса (Мозесоп, 1956). Там понадобилось производить съем- ку в масштабе 1 : 1 000 и даже местами 1 : 250. Мы выделили в качестве фаций лиманы, падины и западииный комплекс. За- тем последнюю фацию разбили па подфации западин и микро- водоразделов. В ее пределах обособились днища и склоны запа- дин, сусликовины, вершины и склоны микроводоразделов. Все они резко отличались режимом инфильтрации и выпотевания,, почвами и растительностью и были далеко не безразличны с точки зрения мелиорации и лесонасаждения. Работа имела и практический и теоретический интерес. Такие же случаи могут встретиться при исследовании земель для посадки садов, при рытье каналов, возведении построек и т. п. Наконец, они могут понадобиться для разных научных целей на географических ста- ционарах. Напрашивается вывод, что низшей границы райони- рования не существует. Она устанавливается по надобности для каждого конкретного исследования. Из перечисленных выше ав- торов только точка зрения И. И. Михайлова является рацио- нальной. Аналогично решается и вопрос об основной ландшафтной единице. А. Г. Исаченко пишет (1965, стр. 261): «Ландшафт* представляет собой важнейшую качественную ступень в систе- ме географических комплексов». «Он представляет собой одно- временно часть ландшафтной области и часть зоны (и подзо- ны), т. е. имеет двойное подчинение» (стр. 275). Но почему это положение «на перекрестке» производит такое чарующее впе- 193 7 Зак. 2825
чатление? Ведь зональные и азональные влияния познаются на- ми с разной степенью детальности, глубины проникновения в природу. Мы можем различать или не различать зональные ва- риации двух пунктов в зависимости от принятой нами условно степени неразличимости или от точности наших приборов и за- писей. Тем более неясно, что нам выделять в качестве области. Поэтому и ландшафт* может оказаться и большим и малым, вмещать в себя большее или меньшее разнообразие комплексов. И разве мы можем, поглядев на виднеющиеся перелески, ска- зать: «Сразу узнаем, что это основной комплекс, а вот с той луговиной, примыкающей справа, или без березовой рощи, лежа- щей слева, это, конечно, не основной». Искусственность понятия «основной комплекс» всякому непредубежденному человеку бро- сается в глаза. Из мифа основной единицы родится разделение таксономи- ческого ряда — выше и ниже нее. А. Г. Исаченко (1961, стр. 1 13) считает, что ниже нее пе стоит районировать, Н. А. Солнцев (1949, стр. 69) —ниже не районирует, но делит на морфологи- ческие части ландшафта, что по существу ничем не отличается от районирования, В. Б. Сочава (1972, стр. 18) делит таксоно- мический ряд уже не на две, а на три части планетарную, региональную и топологическую, очевидно придавая особое зна- чение пограничным таксонам. Этих исследователей вполне мож- но было бы понять, если бы они подчеркивали условность их линий раздела. Предположим, ряд слишком длинный и мы раз- биваем его на части, чтобы нам удобнее было работать, легче охватить материал. Но этого нет, наоборот, все настаивают на естественности своего деления, на том, что они открыла его в самой природе. Основываясь на том, что я видел во время путешествий по многим странам и при работе во многих экспедициях, а также на теоретических соображениях, изложенных в параграфе 1.3 о дифференциации, я прихожу к выводу, что природа неразрывна на верхних и нижних ступенях деления, закономерности, управ- ляющие природными процессами, изменяются постепенно и ни- каких «основных» единиц в таксономической лестнице не суще- ствует. Это лестница без лестничных площадок. Таксономическая система должна быть по возможности про- стой, состоять из отдельных ступеней для типологического, инди- видуального и индивидуально-типологического рядов. Индиви- дуальный ряд может иметь несколько ветвей для районирования акваторий, равнинных и горных территорий, по каждая ветвь пе должна содержать параллельных, разделяющихся и сходя- щихся рядов. Названия таксономических единиц должны быть также простыми, заимствованными из научного или разго- ворного языка. Вычурных, специально придуманных названий желательно избегать как засоряющих язык и искусственно су- жающих круг людей, которые могут его понять. 194
Предлагаемая ниже система является дальнейшим усовер- шенствованием систем, предлагавшихся мною ранее (1952 и 19646). Я вполне допускаю, что и новый вариант несовершенен, ведь еще никто не пробовал районировать ландшафтную сферу от высших единиц до низших, хотя бы следуя одной локальной ветви. В то же время составление «сквозной» единой схемы весьма желательно. Возможно, что будущие опыты райониро- вания внесут в предлагаемую систему уточнения. Наиболее прост типологический ряд таксонов. Я повторяю, что это не типы индивидуальных регионов, а классификацион- ные типы ландшафтов. Поэтому и названия следует заимство- вать из имеющихся классификаций, лучше всего — из наиболее разработанных биологических. Это тем более удобно, что в та- ком случае они будут приблизительно совпадать с типологиче- ским районированием биогеографических наук. В ботанике при- няты термины: царство, подцарство, раздел или тип, подтип, класс, подкласс, порядок, подпорядок, семейство, подсемейство, триба, подтриба, род, подрод, секция, подсекция, серия, подсе- рия, вид, подвид, разновидность, вариация, раса, морфа; в зооло- гии: царство, подцарство, раздел или тип, подтип, надкласс, класс, подкласс, надотряд, отряд, подотряд, секция, надсемей- ство, семейство, подсемейство, надрод, род, подрод, серия, под- серия, вид, подвид, племя, разновидность, вариация, раса, мор- фа («Таксономические категории», БСЭ, 1956, стр. 536). В геоботанике существует много разных классификаций. Од- на из последних и наиболее полных принадлежит Г. И. Дохмап. Она состоит из следующих единиц: группа типов (раститель- ность), тип, класс формаций, группа формаций, формация, класс ассоциаций, группа ассоциаций, фитоценоз (Александрова В. Д., 1969, стр. 200). Геоботаники продолжают поиски «естественной» классифи- кации. Но В. Д. Александрова поясняет, что «наилучшей есте- ственной классификацией считается та, которая... дает нам воз- можность сделать максимальное число утверждений о свойст- вах... предмета» (стр. 225). Так, и только так, и я понимаю «естественность» классификаций. Но я бы добавил — «о нужных нам свойствах предмета». Так как свойства ландшафта бывают самые разные, то разными могут быть и естественные класси- фикации. Однако им ничто не мешает укладываться в одну и ту же таксономию. В 1967 г. Почвенный институт им. В. В. Докучаева вырабо- тал «Общую схему классификации почв» (Роде, Смирнов, 1972, стр. 444—445), в которой почвы СССР делятся по типам, под- типам, родам и видам. В этом ряду явно не хватает таксонов, вследствие чего каждому из них приходится приписывать не- сколько классификационных признаков. В результате вся клас- сификация страдает известным дефицитом стройности и логич- ности. 7* 195
196 Таблица 6.3 Таксономическая система единиц районирования Типологическое районирование Индивидуальное районирование - 3 Индивидуально- типологическое районирование № Таксономические единицы Рекомендуемые классифи- кационные признаки Ль равнин гор морей Рекомендуемые предельные размеры, км 0 Ландшафт 0 Л а н д ш а ф т н а я сфера 2 Раздел ланд- шафта Годовая радиация, ба- лансовая разность ра- диации, сумма темпе- ратур 2 Пояс 40 000—11 000 Вид поясов 5 Класс ланд- шафта Физическое состояние по- верхности (террито- рия — акватория) 4 .Материк Океан 39 000—5 000 Вид матери- ков 8 Порядок ланд- шафта Амплитуда температур, средняя влажность воздуха, количество осадков 6 Сектор 31 000—1 800 Вид секторов 11 14 Отряд ланд- шафта Секция ланд- шафта Морфоструктура; глуби- на ** Отношение тепла и вла- ги, тип растительности: структура вертикаль- ных зон*; соле- ность ** 8 10 Стра1 Горизон- тальная зона а Верти- кальная зона Бассейн Полоса 25 000-660 16 000—180 Вид страны, бассейна Вид зоны, по- лосы 17 Род ланд- шафта .Мезорельеф; высота гор *; рельеф дна ** 12 20 Вид ланд- шафта Характер грунта; гор- ная порода *; харак- тер отложений ** 14 23 Разновидность ландшафта Генетический тип почвы; температура воды у дна** 16 26 Вариация ландшафта Экспозиция; прозрач- ность воды *'* 21 29 Морфа ланд- шафта Преобладающие виды ра- стительности; виды или обилие фауны ** 24 27 30 • Последние после точки с запятой Провинция 8 000-90 Вид провинции Область 3 100—30 Вид, род обла- сти Округ 1 000—10 Вид, род округа Урочище 90—1 Вид, род уро- чища Фация 20-0,4 Вид, род, сек- ция фации Биогеоценоз 6,5—0,15 Вид, род, сек- ция биогео- ценоза Парцелла 1,7—0,02 Вид, род, сек- ция, пар- целлы классификационные признаки для горных типов ландшафта.
Мною был отобран для ландшафтов достаточно длинный ряд таксонов (табл. 6.3). Его длина объясняется множественностью признаков. Чтобы не стеснять будущих авторов, я допускаю применение факультативных таксонов с приставкой «под» и, если необходимо, «над». Я исключаю из ряда «тип», остающий- ся общим термином, относящимся ко всем таксонам, а также слишком биоморфные названия, как, например, «царство», «се- мейство», «триба», «племя», «раса». Оставшиеся 11 общеупотребительных и 20 факультативных таксонов вполне достаточны для классификации всех типов ландшафта от ландшафтной сферы до мельчайших местных раз- ностей. Необязательно идти до низа таксономической системы, оборвать ее можно на любой ступени. В отдет дных местностях, где дифференциация слаба, можно констатировать, например, что порядок ландшафта состоит из одного отряда и одной сек- ции и делится прямо на роды. Дополнительной таксономической единицей является контур раздела, класса, порядка и т. д., представляющий одну терри- ториальную единицу данного типологического таксона, разбро- санного в разных местах карты. Ряд индивидуального районирования разветвляется па три ряда. На ступени пояса таксономическая лестница делится па континентальную и океаническую ветви, на ступени страны пер- вая из них делится на равнинную и горную ветви. Каждая ветвь имеет 14 ступеней. По надобности добавляются под- и падтаксопы. Раньше я допускал свободное перемещение стар- ших единиц (например, зона — часть страны или страна — часть зоны). Теперь я попытался закрепить их места, посколь- ку опыты районирования выяснили, какие единицы в среднем крупнее, старше. В связи с этим стало возможным закрепление в первом приближении тех групп факторов, из числа которых следует выбирать классификационный признак на каждой сту- пени. Для ряда ступеней я рекомендую для выбора несколько близких признаков. Конечно, это только результат общих сооб- ражений, в каждой ситуации автор может подбирать себе такие критерии, которые ему удобны. При индивидуальном райониро- вании можно до известной степени руководствоваться теми же признаками, но соблюдать их полностью не представляется воз- можным. Эта система позволяет до некоторой степени отличать категории таксонов. Из перечисления рекомендуемых призна- ков видно, какой смысл вкладывается в тот или иной таксоно- мический термин. «Вертикальная зона» вместо общераспространенного «высот- ного пояса» предпочитается мною потому, что по своему мас- штабу, по детальности изменений, по характеру классификаци- онных признаков она стоит гораздо ближе к горизонтальным зонам, чем поясам. Термины «горизонтальный» и «вертикаль- ный» предпочтительнее часто употребляемым «широтный» и 198
) ( I «высотный», потому что «широтные» полосы редко бывают вы- тянуты вдоль географической широты. Советские географы давно делятся на две «школы»: одни считают, что провинция состоит из областей, другие — области из провинций. Вообще говоря, это глубоко безразлично. И если я придерживаюсь первой системы, то только потому, что вслед за зоной помещали провинцию авторы «Естественноисторическо- го районирования СССР» СОПСа АН СССР, А. А. Григорьев, Ф. Н. Мильков и Н. А. Гвоздецкий, Г. Д. Рихтер, Н. И. Ми- хайлов (на равнинах), авторы многотомной серии «Природные условия и естественные ресурсы СССР» и др. В общем мне кажется, что «голосование» склоняется в пользу признания старшей единицей провинции. Читая статьи В. Н. Сукачева (1948, 1949, 1966), где рассма- триваются вопросы о биогеоценозе, я пришел к убеждению, что он является 1) чисто ландшафтной единицей, 2) единицей инди- видуального районирования и 3) единицей более низкого ранга, чем фации. Поскольку термин «биогеоценоз» широко вошел в употребление, я поставил его в ряд индивидуальных единиц в паре с парцеллой вместо предлагавшегося мною ранее участка, хотя сделал это с болью в сердце ввиду чрезвычайного его не- благозвучия. Остальные использованные термины традиционны. Районирование океанов отстало, и географы им почти не занимаются. Между тем океаны начинают играть все большую роль в жизни человека. Детальное районирование океана необ- ходимо хотя бы для изучения его биологических ресурсов, добы- чи с океанского дна и из воды минеральных богатств, проекти- рования плавучих населенных пунктов. Поэтому я протягиваю ряд океанических таксонов так же далеко, как и сухопутных, хотя в настоящее время районирование океана можно довести, может быть, только до провинций: термины «страна» и «зона» не подходят для океанов, и я их заменяю терминами «бассейн» и «полоса». Пе следует придавать слишком большое значение названиям таксонов. Там, где таксоны не прикреплены к определенным критериям, единственное определение, которое можно им дать, звучит так: «район отличается тем, что он является частью окру- га и в свою очередь подразделяется на урочища». Поэтому я кроме названий закрепляю за ступенями номера, оставляя ре- зерв для факультативных таксонов. При желании можно обой- тись совсем без названий. Они имеют только мнемоническое преимущество перед номерами, которые трудно запоминаются. Таксоны индивидуального ряда имеют боковые отростки, ко- торые я выше назвал индивидуально-типологическими. Эги ряды необязательны для использования, но они могут понадобиться в тех случаях, когда почему-либо нужно найти общие признаки в уже выделенных регионах. Так, можно построить ряд; вид фа- 199
ний, род фаций и т. д., равно как и более крупных единиц. Вряд ли практически понадобится более 3—4 ступеней объединения низших регионов, поэтому можно начинать с наиболее употре- бительных единиц. По мере подъема вверх число группировок уменьшается. Ту же таксономическую систему можно использовать для от- раслевого районирования, заменив подбор классификационных признаков па более узкий. Ранее (Арманд Д. Л., 1952) я пытался закрепить предель- ные размеры индивидуальных таксонов. Это желательно, чтобы разные исследователи, районируя отдельные регионы, не назы- вали тем же именем одни — слона, другие — муху. Поэтому я даю в табл. 6.3 графу «рекомендуемые предельные размеры». Под предельным я подразумеваю размер региона в направлении наи- большей протяженности. О том, почему я остановился именно на этих размерах, я надеюсь сказать в отдельной работе. Если какой-нибудь регион, например урочище, выходит за пределы, данные в этой графе, то его предпочтительно перевести в боль- шую или меньшую единицу, например в падурочище или под- урочище.
7Физико-экологичесное направление в ландшафтоведении § 7.1. ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ Районирование необходимо для правильного выбора точек наблюдения на стационаре или ключевом участке. Только когда выбор сделан, начинается основная работа ландшафтове- да одновременно с углубленным изучением компонентов отрас- левыми специалистами (Арманд Д. Л., 1967, стр. 7—11; Ар- манд Д. Л. и др., 1972, стр. 9—10). Эта работа заключается в познании состава, структуры, функций и состояния природного комплекса — работа детальная, длительная и выполняемая па ограниченном пространстве. Ландшафт живет сложной и разнообразной жизнью. Он сложнее организма, организмы являются его кирпичами. К то- му же ландшафт включает неорганическую природу, кото- рая подчиняется своим закономерностям. Многие части ланд- шафта на протяжении его жизни сменяются, появляются и исче- зают, однако не нарушая целого. Основой жизни ландшафта является непрерывный пронизывающий его поток вещества и энергии. Энергия служит двигателем, вещество — приводимым в движение механизмом. Движущая энергия приходит от Солнца и уходит в виде теплового излучения в мировое пространство. Она постоянно обновляется и никогда не появляется дважды. Вещество же всегда одно и то же, основная часть его без конца оборачивается, вновь и вновь возвращаясь в ландшафтную сфе- ру (рис. 49). Это — общая картина. В конкретном участке ландшафта движения вещества и энергии совершаются не так просто. Ко- ротковолновая радиация, приходя на Землю, трансформируется главным образом живым веществом в тепловую, химическую, молекулярную и другие виды энергии. В. И. Вернадский назвал биосферу областью трансформаторов (1967а, стр 231). Часть энергии, превратившаяся в тепловую, быстро улетучивается в мировое пространство; перешедшая в другие формы — задер- живается на несколько лет или месяцев в веществе живой и мертвой органической материи или, попадая с горючими иско- паемыми в глубокие слои литосферы, захороняется на тысячи и миллионы лет. Вещество любого региона в ходе круговорота расплескивается, но постоянно замещается объемами, приходя- щими извне. Ландшафт можно представить себе как сложную машину, составные части которой — их кинематику, питание энергией, 201
Рис. 49. Схематическая модель ландшафта. Поток энергии: 1 — лучистый, 2 — трансформированный в ландшафтной сфере, 3 — теп- ловой, 4 — ноток вещества, 5 — каустобиолиты с запасом химической энергии текущую динамику и трэнд—ландшафтоведам предстоит изучить- Не слишком ли географии придется углубиться в область экологии? Да, придется. Логика развития и практические за- дачи, возникшие перед географией, заставили ее одним «коле- сом» — ландшафтоведепием — «наехать» на экологию. Впрочем, это не очень и ново. Фридерикс в 1958 году писал, что граница между экологией и географией никогда не была четкой, «так как экология порой занимается и ландшафтами... наподобие гео- графии» (Friederichs, 1958, стр. 154). Добавлю, что еще и по- тому, что география не только порой, а систематически зани- мается биоценозами наподобие экологии. Что, собственно, надо знать ландшафтоведу, основательно изучающему ландшафт? Очень многое. Возьмем два примера. 1. Эрозия. Ландшафтовед должен ответить на следующие во- просы. Осадки какой интенсивности и продолжительности спо- собны сформировать потоки, при которых начинается движение частиц почвы и при которых происходит разрушение дерна? Какова начальная водопроницаемость почв и насколько опа уменьшается по мере продолжения дождя? При каком режиме зимы к моменту снеготаяния поверхностный слой почв бывает талым и при каком — мерзлым? Сколько воды в снеге накапли- вается в мало- и многоснежные зимы? Как быстро тает снег и как снеготаяние влияет на эрозию? Как быстро происходит смыв почв? Как реагируют на сток различные горизонты почвы? Что способствует концентрации стока и вызывает начало размыва? Как образуется, какую конфигурацию имеет первичная сеть водороин? При каких условиях происходит смена стадий разви- тия эрозионных форм: водороин, промоин, оврагов? Как глубо- 202
ко проникают фильтрующиеся воды осадков и выклиниваются ли они в оврагах? Если выклиниваются, то как это отзывается на росте оврагов? Образуют ли овраги водобойные колодцы и если да, то какой высоты и на каком расстоянии? Каковы от- косы оврагов: осыпные, обвальные, оползневые? При каких ус- ловиях в оврагах начинается аккумуляция аллювия и зараста- ние склонов? Из каких видов состоят пионеры зарастания? И многое другое. 2. Нападение листовертки на дубовый лес. Сколько лет про- должается вспышка популяции листовертки и чем она была вызвана? Какова средняя численность листовертки на одно де- рево? Какие ярусы деревьев ею больше всего поражаются? Ка- кие погодные условия способствуют ее развитию и какие ее по- давляют? Какова фенология вида: срок выхода гусениц из яи- чек, окукливания, выхода бабочек, кладки яиц? Какой процент или долю листвы поедают гусеницы? Какова дальнейшая тро- фическая цепь: едят ли птицы гусениц и бабочек, есть ли у них враги среди других насекомых, паразиты? Происходит ли вто- ричное облиствение дуба и если происходит, то когда? Вызывает ли уничтожение листвы замедление роста или плодоношения, размножение грибковых заболеваний, усыхание деревьев? Как отзывается осветление яруса крон листоверткой на травяной, кустарниковой растительности? Как влияет переработка фито- массы в экскременты гусениц на почвообразовательный про- цесс и жизнь почвенной фауны? Почему и когда происходит за- тухание вспышки? И опять же многое другое. Эти случайные примеры достаточно иллюстрируют ту бездну вопросов, на которые должен ответить ландшафтовед, если он работает Iстационарным методом' и хочет как следует изучить ту местность, репрезентативным пунктом которой считается его пробная площадь. Методы, которыми он при этом должен поль- зоваться, очень разнообразны. Я не собираюсь излагать их все и подменять специальные методические инструкции. В этой гла- ве я лишь кратко коснусь некоторых из них для того, чтобы дать представление о широте знаний, которыми должен обла- дать коллектив географов, работающий на ландшафтном ста- ционаре. -т~ Прежде всего!нужно произвести перепись всего входящего в стационар «хозяйства». Перепись следует производить по факторам: горные породы, элементы рельефа, элементы атмо- сферы (если в ней содержатся какие-нибудь особые примеси), водоемы, виды растений и животных, их сообщества, почвы. Эту работу можно отнести к составлению инвентарных балансов. Затем привлекается^метод моделирования, причем в первую очередь составляется качественная модель взаимосвязей, дей- ствующих в ландшафте. В нее включаются все прямые и обрат- ные связи, которые удалось подметить. Модель не следует счи- тать завершенной до окончания работ. Ее приходится дополнять 203
и исправлять в течение всего исследования. Эта модель позволит обозреть процессы, совершающиеся во всех закоулках ланд- шафта, отобрать из них наиболее важные, приводящи-е к пере- мещениям наибольших масс вещества, а также ведущие к наи- более значительным качественным его изменениям. Примерная модель взаимосвязей компонентов равнинного ландшафта умеренного пояса показана на рис. 50. В нее кроме компонентов включены геосферы, поскольку некоторые воздей- ствия направлены не на какой-либо один компонент, а на гео- сферу в целом, независимо от ее состава. На модели не показа- но направление воздействий, так как большинство из них явля- ются двусторонними. Так, например, воздействие эрозии направ- лено, казалось бы, от воды на почву. Но в сущности и вода в результате эрозии претерпевает не меньшие изменения: она ста- новится мутной, теряет энергию, в ней падает турбулентность, опа насыщается растворенными веществами. Ввиду того что взаимодействия органических компонентов более сложны и раз- нообразны, чем неорганических, па модели они показаны более обобщенно. ’" Следующий ответственный этап — составление отраслевых балансов. Некоторые специалисты считают его завершающим этапом экологической работы. Тинеман пишет (Thienemann, 1942, стр. 231): «Экология высшей ступени» — общая экология или учение о природном балансе — венчает собой всю систему естественных наук». Это заявление несколько преувеличено, но тем не менее оно говорит о том, сколь важные проблемы рас- крываются с помощью балансового метода. Благодаря ранее составленной модели взаимосвязей исследо- ватель наглядно видит приходящие к компонентам и уходящие от них потоки вещества и энергии и имеет возможность поста- вить на входе и выходе надлежащие счетчики, т. е. измеритель- ные приборы, или произвести учет перемещении вещества визу- альным способом. Желательно, чтобы возможно большее число статей было одновременно членами двух или более уравнений, как это наблюдается при испарении воды, входящем в водный и тепловой балансы. В таком случае появляется возможность про- верки корректности и точности методов, применяемых при изме- рении статей. Разумеется, для каждого компонента желательно составление и вещественного и энергетического баланса. Работы по составлению балансов надо обязательно оформлять в виде диаграммы потоков (см. рис. 25—29). Сравнителъггый метод имеет значение в комбинации со всеми другими, в том числе и с балансовыми. Все наблюдения и из- мерения следует ставить, если можно, на нескольких, по край- ней мере на двух, типах ландшафта. Желательно выбирать не- большие отличия, в пределах близких типов ландшафта. При таком отборе у выбранных точек наблюдений будет много об- щих свойств, а потому будет более ясно, какому фактору сле- 204
дуст приписать выявленные расхождения. Одновременно наблк>- дение аналогичных явлений, протекающих в разных местах, по- зволит обнаружить ошибки в оценке каждого из них. При со- ответствующем подборе объектов оно даст материал к раскры- тию эргодических процессов и тем поможет выявлению генезиса п тенденции развития элементов ландшафта. В последнем и со- стоит как раз главная функция применения сравнительного ме- тода. Применение аналитических методов является обязательной частью работ по изучению ландшафта. Анализам желательно подвергать все компоненты ландшафта, включая и воздух. Уло- вить круговорот азота, серы и фосфора невозможно без анали- за почвы и организмов. От наличия и количества катионов в почве зависит характер почвообразования и, следовательно, ус- ловия жизни растительности и почвенной фауны. Неудивитель- но, что ландшафтоведение ставит на вооружение все приемы химии ландшафтов — от использования простой капельницы с соляной кислотой до тончайших анализов на микроэлементы. Наконец, очень важным является экспериментальный метод' в сочетании со стационарным. Например, если выдвинута гипо- теза происхождения какой-либо формы рельефа, то проверить ее можно, создав гипотетическую праформу и подвергнув уско- ренному воздействию тех самых сил, которые действовали на нее в природе: дождей, смыва, попеременного увлажнения и вы- сушивания... Закономерности движения солей в почве можно проверить методом хроматографии, заставляя их подниматься по капиллярным трубкам (Арманд Е. Д., 1972). Можно выяс- нить реакцию растений на экстремальные условия освещенно- сти или температуры в камере искусственного климата, не до- жидаясь наступления подходящей погоды и т. д. Конечно, учи- тывая высокую трудоемкость и стоимость таких опытов, к ним нужно прибегать только в тех случаях, когда возникает необ- ходимость в решении какого-либо вопроса, на который трудно или невозможно ответить путем наблюдений над естественным живым ландшафтом. Легче применить такие установки, кото- рые только ускоряют или замедляют естественный процесс. Сю- да относятся, например, дождевальные установки (Цыкин, 1956), заливные кольца, метод изоляции контрольных участков траво- стоя от насекомых-фитофагов с целью определения количества поедаемой ими растительности (Ходашова и Злотин, 1972, стр. 188) и т. и. В последнее время открыт метод, минимально нарушающий жизнь органических компонентов ландшафта. Это — метод ме- ченых атомов, который применяется при установлении скорости движения соков по сосудам растений (Одум, 1968, стр. 66, 69). К разновидностям этого метода относится введение радиоугле- рода, которое применяется, например, для определения продук- тивности водных растений (Дювиньо и Танг, 1968, стр. 42). 205
Е Физическое выветривание.суффозия.кир( т. оползни вымонание.вл * Е х о» 2 е* 2 |Ра I ди | ац I ия . влия |wue pej льефо I {Промел ,зание I ' отел 1 I леиис ' 1 аяние,замерзание Увлажнение почвы.дожди, образование облаков Снегопады, Влияние Солифлюкция, инфилы11рация,нипи/1ляркое Смыв и намыв почв Эврагообризование, влечение абразия сублимация, рельефа на поднятие наносов Поедание.паразитизм влияние почвы на состав и обилие 1вмлероев Выработка микробами полезных и вредных £ * Е * । ) ^Испарении, конденсация структурообразование в снеге перевавание снега обмен теплом и влагой Деф ияция,корразия Эффективное излучение гидросферы Эффективное излучение литосферы Нагревание гидросферы Нагревание литосферы обилие наземных животных Транспирация Турбулентный обмен теплом и влагой Влияние растительности на микроклимат Дыхание и газообмен Фотосинтез для фауны веществ Симбиоз азотобактеров Т нитрифинаторов.болезки j растений,самозащита , растений фитонцидами Паразитизм симбиоз, конкуренция Поедание продуцентов консументами Трофические Гсвязи^ j «ояну-i 7>е«ция
Количество методов, применяемых к изучению ландшафта, все время расширяется. Большая часть их является математи- ческими и связана со всевозможными расчетами. Важен вопрос об определении места и времени наблюдений. Как я упоминал, для выбора репрезентативных точек необхо- димо произвести районирование площади, значительно превосхо- дящей площадь размещения пунктов наблюдения. После изго- товления типологической карты желательно составить список типов ландшафта (видов, разновидностей и т. д.), выписать их в порядке убывающих площадей и взять в качестве ключей по- сильное количество наиболее распространенных типов (Ар- манд Д. Л. и др., 1972, стр. 32—33). К ним можно добавить и мало распространенные, но почему-либо особенно интересные типы. Такая привязка позволит потом пересчитать результаты опытов и наблюдений на имеющиеся площади типов ландшафта и на единицу площади (га, кв. км). Кроме того, иерархический ряд типов ландшафта позволит заключить, какое из выявленных его свойств репрезентативно только для вида, а какое—для рода, секции ландшафта и т. д. В частности, при составлении балансов можно будет пересчитать их на определенные объемы балансируемого вещества. Вопрос о времени наблюдений должен решаться с учетом естественных природных циклов, а также интенсивности наблю- даемого явления. Если нивелировку эпейрогенического подня- тия или измерения роста оврагов достаточно производить раз в 10 лет, то обычные ландшафтные наблюдения требуют повто- рения по крайней мере раз в год. По мере возможности их на- до дробить на ежесезонные, ежемесячные, ежедекадные и т. д. Если наблюдения над растительностью и энтомофауной доста- точно приурочивать к вегетационному, а над снегом — к зим- нему периоду, то атмосфера, вода, фауна позвоночных и почвы (промерзание) должны служить объектом круглогодичных на- блюдений. Для каждого вида животных особенно важны сроки, определяемые его биологическим ритмом. В активные периоды их надо учащать. Но все же желательно, чтобы некоторые сроки наблюдений за разными объектами, хотя бы годовые и сезон- ные, совпадали. Только в этом случае можно свести воедино различные балансы. Изучение полного природного комплекса представляет боль- шие трудности. Оно нуждается в участии значительного коллек- тива разносторонних специалистов, сознающих общую цель, но идущих к ней с разных сторон, каждый со своей особой мето- дикой. Ландшафтовед должен при этом играть объединяющую и по возможности руководящую роль. Только он может поста- вить конкретные задачи перед отраслевыми специалистами, сле- дить за сравнимостью результатов их исследований и сделать конечные выводы, освещающие все «кружево» взаимосвязей ландшафта. Одним словом, он должен играть роль, по удачно- 206
му выражению И. П. Герасимова, «дирижера оркестра» (1966, стр. 399) или, по В. С. Преображенскому, «генерального конст- руктора» (1972а, стр. 56). Известен и другой метод комплексных исследований, когда они проводятся одними ландшафтоведами, пытающимися сво- ими силами раскрыть и описать все явления природы. Но ланд- шафтоведы — люди, которые знают все понемногу и ничего — глубоко. Это говорится им не в упрек, такова специфика их профессии, именно это от них и требуется. Но это ограничивает их в возможностях самостоятельного сбора первичной информа- ции. Делать выводы на основе чужих работ •— призвание ланд- шафтоведов Исследования их одних могут привести лишь к сравнительно поверхностному анализу ландшафта. Это вчераш- ний день науки. Но работа одних отраслевиков без ландшафто- ведов не способна дать представление о ландшафте и его взаи- мосвязях, в конечном счете не способна нарисовать объективную картину природы. Комплексный отряд или стационар непременно должен иметь в своем составе отраслевых специалистов, но специалистов, ра- ботающих с сознанием общей цели, по совместно выработанной программе. В пространственном отношении важно, чтобы все специали- сты работали в пределах одного выделенного контура. Чем вы- ше рангом таксон, избранный в качестве ключевого участка, тем больше окажется разброс точек наблюдения и тем меньше шан- сов на совпадение результатов разных специалистов. Выбирать подопытную территорию больше урочища вряд ли имеет смысл. В разных частях ее условия будут слишком различны, и группы лишатся возможности взаимной проверки выводов. Конечно, участок наблюдений не должен быть и слишком малым; тер- ритория парцеллы редко достигает достаточной величины, что- бы на ней можно было разместить все необходимые установки. В определении общих сроков наблюдений решающее слово принадлежит биогеографам. Специалисты, изучающие неживую природу, должны к ним приспосабливаться, так как их объекты живут по менее строгой фенологической программе. Конечно, и в отношении их бывают моменты, как, например, снеготаяние, которые нельзя пропустить, но большинство сроков можно при- урочить к датам биологических учетов. Обычно бывает нецелесообразно «брать быка за рога». Эко- номнее постепенно скрадывать ландшафт, подходя к нему по спирали. Изучение начинается с двусторонних связей, причем ведется двумя специалистами, каждый изучает влияние чужого компонента или фактора на тот, который является собственно его областью. Например, так может изучаться взаимодействие растительности и почвы. Когда оно достаточно изучено, к рабо- те подключается зоогеограф, что позволяет оценить ресурсы питания фитофагов и угнетение ими растительности, почву как 207
среду обитания землероев и рыхление и обогащение ее ими в процессе жизнедеятельности. Затем гидролог исследует годовые колебания осадков и влажности почвы, в значительной степени объясняющие сезонные и многолетние колебания биомассы. Климатолог проливает свет на причины изменений влажности и одновременно выясняет интенсивность снабжения раститель- ного покрова солнечной энергией, которую ботаник или физиолог растений связывает с фотосинтезом и ростом растений. И нако- нец, геоморфолог подводит под все процессы, особенно гидро- геологические и радиационные, твердую базу определенного рельефа и горных пород. Работа не обязательно должна идти в указанной последова- тельности, некоторые операции могут начинаться одновременно с разных концов, но общая логика индуктивного исследования, от частного к общему, представляется целесообразной. § 7.2. КОСНАЯ МАТЕРИЯ Изучение неорганической природы имеет для ланд- шафтоведа большое значение. Географы теряют почву под но- гами, если проявляется недостаточное внимание к изучению косной материи. Между тем у экологов наблюдается известное пренебрежение к абиотическим компонентам ландшафта. Одна из задач географов при включении в экологическую тематику— восстановить в правах физические процессы. Основа всех физических процессов — их энергетика. На рис. 50 я не показал процессов передачи энергии, потому что передача энергии и передача вещества совершаются совместно. Ни один процесс из показанных на схеме не обходится без пе- редачи энергии в какой-либо форме: или кинетической, как при перевевании снега, или молекулярной, как при испарении, или химической, как при процессах почвообразования. Единствен- ными чисто энергетическими процессами являются приход сол- нечной радиации и поступление тепла из недр Земли. На рис. 51 показан круговорот энергии в ландшафтной сфере. Баланс принципиальный, цифры на стрелках не даны, толщина их только приблизительно соответствует действительным отношениям. Но руководителям каждого стационара надо хоть приблизительно знать цифры прихода и расхода энергии на единицу площади в их зоне, так сказать, энергетическое со- кровище, которым они обладают, а затем приступать к актино- метрическим и метеорологическим наблюдениям с целью со- ставления диаграммы, подобной изображенной на рис. 26. Рассмотрим бегло процессы взаимодействия между косными компонентами ландшафта. Воздух на рис. 50 разделен на газ и на пар. Компоненты сухого воздуха: азот, кислород, аргон и т. д. — являются идеаль- ными газами, подчиняющимися известному закону Клапейрона. 208
Отсюда в воздухе появляются адиабатические процессы, воз- никают такие важные явления, как радиационные температур- ные инверсии. Основные параметры воздуха: температура, дав- ление, скорость ветра — оказывают сильнейшее влияние на ланд- шафт и потому подлежат постоянному измерению. Ветер являет- ся прямым рельефообразующим фактором: вызывая дефляцию, он создает при наличии песчаного субстрата барханы, дюны, песчаные гривы, а при на- личии легких почв — вы- зывает пыльные бури, оставляющие за собой выдуй и отложение почв у препятствий. Зимой он же служит причиной ме- телей, приводящих иногда к иссушению полей на во- доразделах, вымерзанию посевов и переувлажне- нию склонов оврагов и ба- лок. х Микроклиматические и актинометрические на- блюдения на стационаре хорошо описаны в книге Ю. Л. Раунера (1972 а), к которой я и отсылаю читателей. Содержание водяного пара в воздухе еще более Рис. 51. Круговорот энергии в ландшафтной сфере (принципиальная схема, но Оорту, 1972, стр. 31) усложняет его участие в ландшафтообразовапии. Деление па газы и пары условно, между ними нет резкого перехода. Я выделил пары в отдельный компо- нент главным образом благодаря их свойству переходить в на- сыщенное состояние, при котором пар в воздухе может находить- ся в равновесии с капельно-жидкой и дисперсно-твердой фазой. В зависимости от температуры фазы все время переходят друг в друга; отсюда образование облаков, туманов, росы, инея, и т. п. К парам, строго говоря, относится и углекислый газ, хотя он называется газом, а не паром, так как в воздухе всегда на- ходится в ненасыщенном состоянии. В свободной атмосфере его процент в результате перемешивания везде одинаков, но в при- земном слое его бывает больше или меньше, так как, с одной стороны, он поглощается растениями при фотосинтезе, с дру- гой — выделяется из почвы при дыхании почвенных организмов, гниении и минерализации опада. Количество углекислого газа не безразлично для продуктивности растений и, кроме того, служит показателем интенсивности метаболизма. Поэтому изме- 209
рение процентного содержания его в почве и над почвой служит на стационарах предметом постоянных забот. Измерение коли- чества углекислого газа, выделяемого почвой, помогает высчи- тать количество энергии, затрачиваемой на процесс разложения опада. Вода не только пребывает в ландшафтной сфере в трех агре- гатныЗГ'состояниях, но и в своем главном, т. е. жидком, состоя- нии входит в состав трех геосфер (см. рис. 50). Между ними происходит энергичный обмен. Дожди, фильтрация воды через почву и образование грунтовых вод — самые яркие, чреватые наибольшими последствиями проявления жизни вод. Нисходя- щий переход воды по ступеням геосфер — закономерный про- цесс, сделавший возможным жизнь на суше. Свойство воды занимать в рельефе возможно более низкое положение служит причиной ее геоморфологической активности. При стекании ее по поверхности и в каналах грунта возникает целый ряд процессов: эрозия в форме смыва и размыва почв и грунтов, оползни, солифлюкция, суффозия. Эти процессы объединяются общим понятием — денудации. В противополож- ность силам, вызывающим прогенические и эпейрогенические процессы, вода всегда работает в направлении силы тяжести и сводит на нет их усилия вздыбить земную кору. Ход геологи- чески длительных и потому трудно уловимых процессов дену- дации можно обнаружить путем периодического определения мутности реки, стекающей из района стационара, а при отсутст- вии таковой — путем постройки стоковых площадок и измере- ния на них твердого стока. Сток помимо собственной энергии, заключающейся в превышении массы воды над базисом эрозии, освобождает еще потенциальную энергию, заключенную в гор- ных породах, поднятых над дном долины. Приблизительное представление о ее величине можно получить путем умножения массы переносимых за год наносов на превышение центра тя- жести бассейна над устьем выносящей реки. Мало измерить суммарный расход воды. Надо зафиксиро- вать ее течение и работу на отдельных этапах, па участках по- верхностного стока, на различных глубинах погружения в почву. Для этого пользуются разнообразной аппаратурой: для улавли- вания осадков — различными дождемерами и плювиографами, для измерения части воды, задерживаемой кронами деревьев и затем стекающей по стволам, — приствольными воронками, для поверхностного стока — стоковыми площадками с самописцами и гидрометрическими постами на малых водосборах (Чернышев, 1972), для улавливания инфильтрации воды в почву и фильтра- ции в грунт — вкопанными на разную глубину лизиметрами («Программа и методика...», 1966, стр. 80). Обратный путь воды из почвы в атмосферу в парообразном состоянии измеряется на испарительных площадках путем определения разности весов почвенных монолитов за определенный период высыхания почв. 210
Интенсивность испарения, зависящего в конечном счете от кли- мата, в свою очередь определяет солевой режим почв. От того, будет ли он промывным, т. е. проходит ли влага осадков до горизонта грунтовых вод, или непромывным, т. е. целиком испа- ряется, временно погрузившись лишь на небольшую глубину, зависит выщелачивание или засоление почв, а от этого — весь характер ландшафта. Наконец, следует упомянуть, что вода кроме физического оказывает на горные породы химическое действие, растворяя их и унося в море. От этого на суше зависят карстовые процессы, а в морях — их солевой состав. Каждая деталь беспокойного поведения вод подлежит тща- тельному изучению сотрудниками ландшафтного отряда и скры- вает в себе не меньшее количество тем, чем было показано на примере эрозионного процесса. Вода в твердом состоянии, т. е. лед и снег, находящиеся в относительном покое, являются частью литосферы. В полярных шпротах, в зонах вечной мерзлоты, они не только покрывают землю, но и цементируют ее на значительную глубину, заполняя все поры. В этих зонах лед оказывает решающее влияние на ландшафт, не пропуская грунтовые воды, препятствуя проник- новению в почву (кроме самого верхнего слоя) землероев и кор- ней растений. Льды играют рельефообразующую роль в ниваль- ной зоне гор, глетчерами спускаясь в долины. Снег прочищает в горных лесах лавинные трассы, а языки лавин, перелетовы- пая, вызывают явления нивации. В обычных условиях средней полосы гидрологический год делится на периоды своими наибо- лее выдающимися событиями: ледоставом и ледоходом. Несмотря на грандиозность всех этих явлений, нас больше всего интересует снежный покров, образующийся на равнинах, и сезонное промерзание почв, зависящее от его толщины. Пере- вевапие снега, подчиняющееся неровностям рельефа и расти- тельности, создает большую пестроту в его мощности, чреватую самыми серьезными последствиями для будущей весны. Поэтому на стационарах работа должна вестись круглогодично; зимние периоды ее посвящаются снегомерным наблюдениям по профи- лям и площадкам. При этом площадки служат для проверки статистическим методом равномерности снежного покрова и, сле- довательно, репрезентативности профилей. Измеряется не толь- ко глубина снега, по также и его плотность и структура. На Курском стационаре Института географии АН СССР разрабо- тана классификация зим по степени снежности, их периодиза- ции на сезоны, высчитывался коэффициент снежности каждого угодья: *ен=~, (7.1) Кт где F — наибольшая величина снегозапасов за зиму, определяе- мая по данным снегосъемки, RT — сумма твердых осадков, вы- 211
павших с начала зимы (Иверонова и Яшина, 1972, стр. 78, 88 и др.). В течение всей зимы нужно делать замеры глубины промер- зания почв и его влияния на водопроницаемость. Наконец, край- не важно следить за ходом снеготаяния: образованием прист- вольных кругов, оседанием и перекристаллизацией снега, набу- ханием его влагой, поведением ледяных корок, подснежным сто- ком, формированием ручейков, протаиванием, образованием под- снежных наносов почвы на склонах, слиянием ручьев в древо- видную сеть и впадением в овраги и балки. Эти наблюдения крайне поучительны и могут помочь внимательному ландшафто- веду постичь ряд процессов, совершающихся в наиболее дина- мичный период жизни неорганической природы. Следующим компонентом, который я отношу к группе не- органических, являются почвы. Собственно, они состоят из сме- си неорганических и оргаТТитеских веществ. Но последние вхо- дят в них только в состоянии мертвой массы. Кроме того, ске- лет почвенной толщи состоит из минералов. Мертвая органика является его наполнителем. В нижних горизонтах почва посте- пенно переходит в горную породу. Так что по совокупности свойств она ближе стоит к неорганическому веществу, чем к органическому. В. В. Докучаев назвал почвы зеркалом ландшафта. Это своеобразное зеркало, оно отражает события, происходящие в ландшафте, со значительной выдержкой времени: в нем часто не видно событий, происходящих в ландшафте сейчас, ио поч- вовед может ясно увидеть в них отражение того, что происхо- дило 10 и 100 лет назад. Известно, что, например, в зоне лесо- степи на месте лесов, вырубленных 150 лет назад, еще сохра- няются серые лесные почвы и, наоборот, под лесами двух-трех- векового возраста залегают типичные черноземы. Мне больше импонирует высказывание, что почвы — это память ланд- шафта. Некоторые свойства почв являются весьма консерватив- ными, меняясь только в течение десятков и сотен лет. Сюда относятся: изменения гранулометрического состава, струк- тура по горизонтам, влагоемкость, оглинение и т. п. Сравни- тельно быстро реагируют почвы на изменение среды лишь неко- торыми своими свойствами: газовым режимом, составом гумуса, распределением обменных катионов и др. («Программа и мето- дика...», 1966, стр. 244—245). Быстрее всего, прямо-таки мгно- венно, изменяется влажность горизонта А после дождей. Одна- ко влага очень медленно распространяется вглубь; на глубине около метра можно восстановить картину дождей, прошедших месяц назад (см. рис. 13). Вслед за влагой перемещается верх- няя граница легкорастворимого кальция (Афанасьева, 1966, стр. 80, 181—182). Но эти сезонные подвижки оставляют в почве лишь легкий след, коренные изменения в нее вносят только на- 212
стойчивые длительные влияния вроде капитальной смены расти- тельности или климата (Роде, 1942). Процессы выщелачивания или оподзоливания почв при про- мывном режиме и образования солонцов при непромывном смяг- чаются или компенсируются деятельностью землероев, перено- сящих кальций и гумус в выщелоченные горизонты (Ходашева и Злотин, 1972, стр. 187). Следить за процессом выщелачивания можно при помощи поглотительных колонок, устанавливаемых па границах горизонтов. В целом на стационаре по отношению к почвам должны изучаться два комплекса изменений. 1. Сезонные изменения, влияющие на другие компоненты, прежде всего на биоту, а также происходящие в самой почве под влиянием других компонентов. 2. Долговременный трэнд почв под влиянием меняющихся условий среды или подтягивание их к уже изменившимся ус- ловиям. Малейшие изменения рельефа: ложбины, западины и т. п. — отзываются на составе и состоянии почв. На них наклады- вают/ отпечаток и сказываются на рисунке почвенного покрова даже давно бывшие события; например, почвы лесостепи до сих пор хранят следы сурчин сотни лет назад исчезнувших сурков. Таким образом, даже на малом пространстве возмож- ны изменения почв масштаба нескольких классификационных рангов. Поэтому на стационаре нельзя удовлетвориться изуче- нием одного почвенного шурфа. Надо изучать также горизонтальную структуру почвенного покрова. Это поможет многое раскрыть в генезисе ландшафта (Фридланд, 1972). Почвы переходят в горные породы, которые также небез- различны для ландшафтоведа. Даже будучи защищены почвен- ным покровом, именно они ответственны за формирование рельефа. Пластовое, моноклинальное, складчатое строение гор- ных пород отзывается на поверхности, в значительной степени предопределяя течение ландшафтообразующих процессов. Ко- нечно, наибольшее значение имеет структура четвертичного плаща, но не всегда он достаточно мощен, чтобы замаскиро- вать морфоструктуру коренных пород. Кроме рельефа горные породы определяют характер и оби- лие подземных вод. Будут ли они порово-пластовыми или тре- щинно-жильными, безнапорными или артезианскими, пресны- ми, солеными или минерализованными — все это важно для ландшафтоведа, без знания этого не может быть построен вер- тикальный разрез ландшафта, и, следовательно, картина его не будет завершена. Поэтому по крайней мере одна скважина колонкового бурения для определения геологического разреза н несколько более мелких гидрогеологических скважин при стационарном изучении ключа крайне желательны. 213
Горные породы в некоторых местах выходят на поверх- ность. Тогда они подлежат изучению как непосредственные участники жизни ландшафта, влияющие на другие компонен- ты и сами подвергающиеся их влиянию. Достаточно сказать про выветривание и корразию, продукты которых в горных районах образуют огромные скопления в виде осыпей, россы- пей, камнепадов... В горные породы врезаются овраги, и от пород, при данном количестве воды, зависит их продольный и поперечный профиль. Самые низшие и нетребовательные растения, поселяясь на горных породах, шаг за шагом разрушают их и подготавли- вают почву для более высоких форм жизни. Растения в ходе биологического выветривания изменяют состав горных пород. Но сам этот состав предопределяет активность растений. В чи- сло жизненно важных входят легкие элементы до цинка (по таблице Менделеева № 30). В качестве микроэлементов неко- торые организмы привлекают их вплоть до бария (№ 56). Большинство более тяжелых, как золото, ртуть, свинец, не го- воря уже о радиоактивных металлах, ядовиты, противопоказа- ны для жизни (Диви мл., 1972, стр. 120). Я говорю об этом ради того, чтобы подчеркнуть важность для ландшафтоведов еще одной работы — в области химии ландшафтов. § 7.3. ОРГАНИЧЕСКАЯ МАТЕРИЯ Как известно, органическое вещество делится на жи- вое и мертвое. Мертвое, вернее отмершее, вещество — это толь- ко временная, переходная форма его существования на разных стадиях разложения и минерализации. Она изобилует продук- тами полураспада, легко усвояемыми растениями и вновь и вновь вовлекаемыми в круговорот питания. Таким образом, мертвая органика служит питательным желтком для живых организмов. После смерти организмов от них остается не толь- ко потомство, но и их останки, которые предоставляются в его распоряжение, чтобы оно могло вырасти и окрепнуть и в свою очередь повторить ту же операцию. Конечно, молодое поколе- ние питается не останками своих непосредственных предков, но мертвой органикой, образовавшейся из перемешанных тел предыдущих поколений разных видов. Среди определений растительной жизни есть одно химиче- ское: жизнь — это всемирная машина для восстановления угле- рода. Углерод является тем основным кирпичом, из которого строится ткань живых существ. При добыче его из углекисло- го газа от него отнимается молекула кислорода. Это эндотер- мическая реакция, она требует затраты энергии, и энергия для этого берется от солнечного луча. 214
Восстановленный углерод в теле растения вступает в раз- личные соединения и образует глюкозу и другие углеводы. Од- нако освобожденный кислород вновь и вновь атакует ткани ра- стений, постепенно окисляя их и отнимая углерод. При этом вновь образуется углекислый газ, вновь готовый к усвоению растениями (Хатчинсон, 1972, стр. 15—16). Таков один из ос- новных циклов растительного вещества. Часть поглощаемой энергии тратится на рост организма и запасается в нем, часть расходуется на дыхание. У растений, кроме того, энергия теряется с опадом, у животных — с экс- крементами. Так что чистая энергия EN=EF-(R-\-E), (7.2) где Ер—валовая фиксированная энергия, R— расход ла ды- хание, F — расход на опад или экскременты. Валовая энергия определяется по интенсивности фотосинтеза, который в свою очередь зависит от силы света (количества фотоактивной ра- диации на единицу площади листа) и количества углекислого газа в воздухе. Обычно для измерения фотосинтеза создается искусственный ток воздуха или изолируется часть растения в замкнутом объеме. Потери на дыхание измеряются ночью, во время температурных инверсий, когда продукты дыхания (СО2) остаются на месте и могут быть измерены газоанализа- тором. Потери с опадом определяются непосредственно на пло- щадках с последующим сжиганием в калориметрах («Програм- ма и методика...», 1966, стр. 98—106; Вудвелл, 1972, стр. 47—52). Изучая энергетику биоценозов, мы поднимаемся на сле- дующую ступень по сравнению со старым подходом, когда бы- ло принято обращать внимание на их структуру и недооцени- вать функции или во всяком случае рассматривать их в отрыве от структуры. Анатомия отрывалась от физиологии. Современ- ный географический подход заключается в том, что, какой бы объект ни рассматривался, будь то река, облако или дерево, исследуется не только его размер, форма и другие внешние признаки, и даже не только его генезис, но также то, как, по- чему и на кого он «работает». И энергетика как раз является тем элементом процесса, который исключает отделение структу- ры от функций. Теперь перейдем к рассмотрению групп органического мира по трофическим связям, т. е. по способу питания. Таких групп высшего таксономического порядка три: продуценты, или автотрофы, т. е. «самостоятельно питающиеся», к которым отно- сятся высшие растения (за исключением немногочисленных сре- ди них сапрофагов), консументы, или гетеротрофы, т. е. «другими питающиеся», включающие высших представителей животного мира и часть грибов, и редуценты, включающие большинство низших растений и высших сапрофагов, а из жи- 215
вотных— часть членистоногих, червей и часть бентальных орга- низмов. Три группы соединены трофическими связями по схеме, изображенной на рис. 52. Продуценты — единственные живые существа, выполняющие функцию превращения неорганического вещества в органичес- кое. Они служат фундаментом, на котором зиждется жизнь. И исторически они были, очевидно, первыми, подготовившими условия безжизненной пла- Р и с. 52. Трофические связи основных групп органического мира неты к восприятию других групп организмов. В. И. Вер- надский (1967а, стр. 244) пи- шет, что «можно 'рассматри- вать это превращение энер- гии (трансформацию в про- цессе фотосинтеза. — Д. А.) как свойство живого веще- ства, как его функцию в био- сфере». В. И. Вернадский подразумевал не всякое жи- вое, а именно растительное вещество, и он хотел подчер- кнуть его поистине глобаль- ную роль в преобразовании лика Земли. Побочным ре- зультатом фотосинтеза, име- ющим огромное значение для ландшафтной сферы, яв- ляется создание кислород- ной атмосферы Земли за счет расщепляемого углекис- лого газа. Не меньшее значение име ет способность растительно го мира к транспирации, на- личие насоса, перекачиваю- щего назад в атмосферу воды осадков. Эти воды, попав па землю, тотчас стремятся уйти в грунт и там в порах и каналах, защи- щенных от >солнца, медленно стечь в море. Растительность же расставляет на их пути мириады ловушек—корневых волосков, которые перехватывают их в самом начале бегства и заставляют вновь и вновь испаряться. При этом она забирает часть влаги на построение своего организма. Таким образом, вода на земле как бы пребывает на поверхности решета, но только части ее удается пролиться сквозь ячеи, остальное отсасывается назад. Этому механизму мы в значительной мере обязаны наличием облаков, смягчением аридпости климата, ослаблением засух. С точки зрения задержания воды, выяснения механизма ми- нерального питания и, наконец, для учета подземной биомассы 216
растений важно знать массу, диаметр и расположение корней. К сожалению, для этого пока не существует другого способа, кроме трудоемкой раскопки модельных деревьев, послойной за- рисовки и отмывки корней. Несколько проще изучение корневых систем травянистых растений. Учет минерального питания можно производить методом по- следовательных анализов почвы или выяснения обогащения тем пли иным минералом самого растения при анализе его зольных остатков. Надо только учитывать неравномерность поступления отдельных элементов в течение года и возможность приноса их в почву с осадками или вертикальным током вод. Большое значение имеет флористическое богатство. Оно уве- личивает коэффициент полезного действия растительного покро- ва. Расположение растений в виде ряда вертикальных синузий— светолюбивые наверху, а все более теневыносливые внизу или с тонкими линейными листьями наверху, а широкими округлыми внизу — позволяет фитоценозу улавливать максимум света до полного поглощения солнечного луча. Поэтому подсчет числа видов на площади стационара являет- ся обязательным этапом работ его коллектива. В этом вопросе опять сталкиваются структура сообщества и функции его эле- ментов. Знание количества видов необходимо для определения их взаимоотношений и роли каждого вида в сообществе. Одна- ко подсчет числа видов даже на площади порядка гектара пред- ставляет значительную трудность. Это относится также и к ви- дам членистоногих, особенно живущих в почве. Так как просмо- треть все растения или всех насекомых даже на такой площади невозможно, то Е. Одум (1968, стр. 46) рекомендует следую- щую эмпирическую формулу: —— = const., (7.3) lg W где S — искомое число видов, N — подсчитанное число особен. График для нахождения числа видов строится следующим образом (рис. 53). На оси ординат откладывается простая шка- ла, на оси абсцисс — логарифмическая. Если па 1 кв. м найде- но 5 видов, а па 10 кв. м — 10, то это дает нам две точки — М\ и М2, через которые проводится прямая. Так как в гектаре 104 квадратных метров, то вероятное число видов на площади в 1 га будет 25, на квадратном километре — 35 и т. д. Метод основан на предположении, что число особей пропорционально площадям, что позволяет заменить его числом квадратных мет- ров. Фитометрические работы по измерению наземных частей де- ревьев производятся путем планиметрирования некоторого коли- чества листьев и умножения его на число ветвей и особей, изме- рений диаметра и высоты стволов, диаметра и длины сучьев и т. п. 217
Растения находятся между собой в сложных взаимоотноше- ниях. Одни из них являются паразитами, предпочитающими пи- таться уже ассимилированными соками других растений. Другие ведут жестокую конкурентную борьбу с соседними видами, про- ходящую в двух плоскостях: на поверхности — за свет и под землей — за воду. Некоторые растения снабжены орудиями для защиты от врагов — животных и растений: шипами, толстой ко- рой, отпугивающими фитонцидами, ядовитыми веществами, вы- деляемыми корнями. Все эти отношения в конечном счете и фор- мируют структуру фитоценоза. Важным средством изучения целых сообществ и вместе с тем осмысления роли и приспособления отдельных видов яв- ляется 'Составление экологи- ческих таблиц (см. рис. 36). Они с большой наглядно- стью отражают требования сообществ к среде и место, занимаемое каждым сообще- ством в ландшафте (Утехин, 1972, стр. 143144). Название «консументы»— «потребители» говорит само за себя. Консументы лишены способности ассимиляции не- органических веществ и пи- таются за счет готовых тка- ней растений или других жи- вотных. Высчитано, что ра- стительность продуцирует Р ис. 53. Определение числа видов на большой площади по подсчету осо- бей на пробной площадке (по методу Е. Одума) в год около 164 млрд, т фитомассы и вся она поглощается кон- сументами, за исключением части, идущей в опад и поедаемой редуцентами (Вудвелл, 1972, стр. 45). Таким образом, можно сказать, что животный мир целиком паразитирует на раститель- ном. Животные в свою очередь в порядке дальнейшей класси- фикации по трофическим группам подразделяются на травояд- ных, питающихся продуцентами, и хищников, питающихся тра- воядными. Хищники опять же делятся на хищников 1-й и 2-й ка- тегорий. Последние питаются хищниками 1-й категории. При этом образуются длинные трофические цепи, состоящие из 4-х звеньев и более. Не следует думать, что в конце цепи стоит са- мое сильное животное; это может быть какая-нибудь блоха, паразитирующая на теле льва. Когда организмы или их части съедаются, на более высокую ступень трофической цепи вместе с ними передается запасенная ими химическая энергия, за счет которой и существует съевшее их животное. Однако энергия усваивается далеко не полностью. Во-первых, обычно животное съедает жертву не целиком, оста- ются кости, шкура, хитиновый панцирь насекомых, жесткие ча- 218
Рис. 54. Поток вещества и энергии, проходящий через три трофические ступени (по Дювиньо и Тангу, стр. 33). С — фотоактивная радиация, усваиваемая зеленым листом, Пд — валовая продуктивность растения, П — чистая продуктивность, К — часть растения, съедаемая растительнояд- ными, Н — непоедаемые остатки, Э—экскременты. Аг — валовая продукция, усваивае- мая травоядными, Л3 — то же хищниками, Пг — чистая продукция на уровне раститель- ноядных, Пэ—то же хищников, Д», Дг, Д3 — потерн на дыхание на различных уровнях. Внизу редуценты сти растений и т. п., во-вторых, значительная часть съеденного идет в экскременты, в-третьих, даже у растущего консумента только малая часть усвоенной пищи используется на рост орга- низма, большинство же расходуется на дыхание. Коэффициент" полезного действия всей цепи очень мал и быстро уменьшается,, по мере повышения трофического уровня. П. Дювиньо и М. Танг изображают этот процесс графиком баланса, воспроизведенным па рис. 54. На кем заштрихованные прямоугольники пропорци- ональны количеству пищи (и соответственно энергии), ассимили- рованной на разных уровнях трофической цепи. Человек, напо- ловину питающийся мясом (трофический уровень хищника), наполовину — растительной пищей, получает с гектара поля при- мерно вдвое меньше калорий, чем человек, живущий целиком на растительной пище. — Задача ландшафтоведа — определить степень влияния кон- сументов на ландшафт. Поскольку животные стоят низко на лестнице ведущих факторов, их воздействие простирается лишь на соседние компоненты, в частности на растения и почвы. По способу питания можно заключить, что их влияние на расти- тельный мир будет в значительной степени разрушительным. Косвенный вред, наносимый ими по крайней мере в условиях средней полосы СССР, примерно в 3 раза превышает прямое поедание (Ходашова и Злотин, 1972, стр. 193). Это меняет пред- ставление о незначительной роли животных в ландшафтообразо- вании, основанное на сравнении зоомассы и фитомассы, и за- ставляет проводить за ними тщательное наблюдение. Количе- 219
ственные измерения поврежденной растительности производят- ся путем ограждения пробных площадок проволочными сетками и посыпания растительности в их пределах нафталином или ка- ким-либо пестицидом для отпугивания грызунов и насекомых. По окончании сезона растительность на пробной площадке вы- кашивается, взвешивается и сравнивается с укосом на конт- рольной площадке, доступной для травоядных и листогрызу- щих. В естественных условиях природа приспособлена к изъятию части растительности. Травоядные животные в ограниченном количестве даже необходимы для нормального развития фптоце- нозов точно так же, как хищники необходимы для здоровья популяций травоядных. В Центрально-Черноземном заповеднике часть степей регулярно выкашивается, а часть остается в нетро- нутом состоянии. Травостой косимой степи выше и гуще пекосп- мой, так как косимая степь ближе к естественным условиям, при которых сенокошение заменялось поеданием травы дикими копытными. Участки некосимой степи теперь, когда они искус- ственно защищены от поедания стадами копытных, задыхаются в степном войлоке, который почвенные редуценты не успевают перерабатывать и который препятствует возобновлению одно- летних растений. Полезные и вредные воздействия фитофагов на раститель- ность обычно взаимно компенсируются. Но часто фитофагов ока- зывается слишком много или слишком мало, что в равной сте- пени вредно. В первом случае растительный покров выедается, вытаптывается, деревья сохнут или перестают возобновляться, во втором — ряд растений недоопыляется, слишком большая до- ля фитомассы идет в опад и возобновление тоже снижается. Эти процессы продолжаются до тех пор, пока не начинают при- носить вред самим консументам. Например, при чрезмерном поедании ввиду недостатка кормов их популяции начинают уменьшаться и процесс сменяется на обратный (Хильмн, 1966, стр. 254). Ландшафтоведу важно знать, находится ли растительный покров в фазе угнетения, равновесия или возрождения, и поэто- му трофические отношения консументов к продуцентам долж- ны стоять в поле его внимания. Примерно такие же взаимоотношения существуют между плотоядными и растительноядными животными. Они лучше изу- чены, особенно на примере пресноводных бассейнов, которые благодаря своей изолированности являются выгодным полем для наблюдений, учета и экспериментирования. В отдельных случаях плотоядные могут полностью истребить вид, который служит им жертвой. Это, однако, случается редко. Обычно они только регулируют его численность и, таким образом, являются защитниками растительности (там же, 1966, стр. 256). Поэтому так важно изучать их меню и среднее количество их жертв. Эта 220
работа ведется путем определения состава поедков, содержи- мого желудков и погадков хищных птиц. Громадное значение имеет деятельность хищных насекомых. Всем известна полезная роль муравьев в защите леса от дрово- секов и прочих вредителей, роль божьих коровок в поедании тлей, роль наездников и трихограмм в уничтожении различных личинок и яиц. На их деятельности зиждятся биологические методы защиты сельскохозяйственных растений. К редуцентам относятся представители почвенной фауны: микроорганизмы и мелкие беспозвоночные (кроме корнеедов и насекомоядных). Редуценты исполняют чрезвычайно важную функцию разложения и минерализации опада и отпада органи- ческого мира. Используя в качестве сырья облетевший лист, степной войлок, стволы и ветви упавших деревьев, трупы и экс- кременты животных, т. е., казалось бы, отработавшую уже и ни- кому не нужную органику, они не только очищают жизненное пространство, которое иначе было бы погребено под слоем мертвых отбросов, по и восстанавливают запасы питания про- дуцентов. Несмотря на огромную роль в жизненном процессе, несмотря на их невероятную численность и биомассу (они со- ставляют около половины биомассы Земного шара), они почти незаметны на глаз и ведут скрытый образ жизни в глубинах почвы и водоемов. Они входят в состав невидимой части ланд- шафта. Часто их ландшафтообразующая роль, в частности в гео- графических стационарах, недооценивается. Первоначальное измельчение крупного опада производится почвенными членистоногими и червями, далее в работу вклю- чаются мириады бактерий, актппомицет, низших грибов, микро- скопических водорослей и т. д. Их выделение из почвы и учет производятся кропотливыми и сложными методами, описанными в специальных руководствах («Программа и методика...», 1966, стр. 195). Здесь же стоит упомянуть наиболее распространен- ный метод улавливания почвенной мезофауны с помощью эклек- торов. Он заключается в том, что навеску почвы помещают в воронку, которую сверху нагревают, например, сильной элект- рической лампой. Спасаясь от перегрева, мелкие животные за- рываются все глубже в почву и в конце концов попадают в трубку воронки, откуда вываливаются в подставленный сосуд с формалином. Особенно большую роль в почвообразовании играют земля- ные черви. Пропуская через пищеварительный тракт большое количество земли, они рыхлят почву, способствуют созданию крупнокомковатой структуры, усиливают аэрацию, обогащают почву азотом, фосфором, кальцием, калием. Их число достигает 2,5 млн/га, а вес 2 т (Дювиньо и Танг, 1968, стр. 74). За не- сколько столетий они способны перелопатить весь почвенный слой. Таким образом, они являются незаменимыми почвообра- зователями и уничтожение их, например пестицидами, приносит 221
почвенному плодородию громадный, хотя не сразу ощутимый ущерб. Необходимо отметить особую роль некоторых групп микро- бов. Так, азотобактеры являются единственными живыми суще- ствами, которые самостоятельно или в симбиозе с высшими (бо- бовыми) растениями в состоянии фиксировать атмосферный азот, переводя его в усвояемую форму. Аммонификаторы добывают азот из азотсодержащих органических остатков. Конечной целью изучения трофических групп ландшафтоведом: является выяснение вопроса о том, к какому типу относится изучаемый им ландшафт, поедается ли в нем основная часть фитомассы в живом виде консументами и только немногие остатки идут в опад или же, наоборот, большая часть раститель- ности отмирает и становится пищей редуцентов. Классическим примером первого типа являются морские ландшафты, второго— лесные (Одум, 1968, стр. 58). Трофический тип ландшафта тесно связан с вопросом об ин- тенсивности метаболизма. Выявлено, что, чем мельче в целом организм, тем быстрее он осуществляет обмен веществ между косной и живой природой. Практически это проявляется в про- центе пищи, усваиваемой организмом (потребление минус экс- кременты). Эта закономерность, возможно, находит отражение в большей подвижности мелких животных и более коротком сро- ке их жизни. Получая на единицу веса больше энергии от пи- щи, они как бы «и жить торопятся, и чувствовать спешат». Та- ким образом, видовой состав фауны до некоторой степени про- ливает свет на баланс энергии, обращающейся в ходе метабо- лизма. Что касается химических элементов, которые мигрируют при метаболизме по треугольнику: почва — продуценты — редуценты или по четырехугольнику: почва — продуценты — консументы — редуценты, то в их состав входят обычно кальций, калий, фос- фор, сера и магний. Однако имеют значение и элементы второй очереди. Желательно проводить зольный анализ также на крем- ний, железо, алюминий, марганец, хлор и натрий. Из микро- элементов необходимо определять в первую очередь медь, ко- бальт, цинк, бор и молибден (Родин и др., 1968, стр. 60). Генезис явлений, в том числе генезис органического мира, всегда был в центре внимания ландшафтоведов. Но о каком генезисе идет речь? Ландшафтовед сильно заинтересован в онтогенезе, особенно отдельных видов. Большое значение имеет, например, онтогенез общественных насекомых: муравьев, термитов, пчел и т. п. Под- чиняясь онтогенетическим законам развития, они создают свои постройки, служащие главным образом для хранения яиц и вы- кармливания молоди. Постройки эти очень заметны в ландшаф- те. Ради кормления молоди муравьи уничтожают массу насеко- мых и тем защищают леса. Метаморфоза, происходящая с жу- 222
ками, бабочками и другими насекомыми, имеет далеко идущие последствия, так как листогрызущие личинки приносят большой ущерб растениям. Смена хозяев гельминтами часто определяет позоареалы и может вызвать вытеснение отдельных видов по- звоночных. Небезразличен и онтогенез растений. Так, очень мно- го зависит от способа их опыления: ветром или насекомыми. Распространение растений предопределяется транспортными приспособлениями семян и т. д. Филогенез представляет интерес для ландшафтоведов, ста- вящих перед собой палеогеографические задачи. Изменение ви- дов и более крупных систематических групп обычно происходит в длительные сроки, несоизмеримые с современными ландшаф- тообразующими процессами. Предметом наиболее пристального внимания географов, изу- чающих природные комплексы, является раздел науки, который я бы назвал ценогенезом — это учение о развитии и формировании растительных, животных и микробных сообществ. В ходе изучения ценогенеза ландшафтоведам надлежит разо- браться, откуда пришел каждый вид, как приспособился к среде, какую конкуренцию выдержал, какое место занял в биоценозе, как уживается с другими видами, вытесняется ли кем-либо или сам вытесняет соседей и т. д. В ходе изучения цеиогенеза от- крывается интимная жизнь ландшафта, слагается представле- ние о его устойчивости, возникают предпосылки для прогноза его развития. Относительно устойчивости ландшафтов Е. Одум высказал интересное наблюдение: гомеостазис (равновесие) ландшафта, биоценоза всегда устойчивей, чем отдельного вида, вида устой- чивее, чем особи (1968, стр. 14—16, 28—29). Ведь при умира- нии особи вид не страдает, при вымирании или вытеснении вида его экологическая ниша тотчас же занимается другим видом, приблизительно равноценным ему по биомассе и трофическим связям. Природа не терпит пустоты, благодаря чему целое про- должает существовать ценой частичной перестройки структуры. Это, разумеется, не относится к изменениям, производимым че- ловеком. Подмеченная Е. Одумом закономерность тем сильнее проявляется, чем разнообразнее биоценоз и, следовательно, чем выше его адаптационный потенцал (там же, стр. 48). Ф. Е. Кле- ментс, выдвинувший идею аналогии между организмом и сооб- ществом (Clements, 1928, стр. 3), очевидно, недостаточно учиты- вал различие, состоящее в том, что возможности многоликого сообщества значительно превосходят возможности одного вида. Большое значение имеет дифференциация растений по эколо- гическим нишам. В. Д. Утехин (1972, стр. 169—174), изучавший их в лесостепи, предпочитает их называть синузиальными струк- турами растительного покрова, понимая под этим термином группировки растений, одинаково относящихся к условиям сре- ды: количеству влаги, света, минерального питания. По этим 223
признакам растения группируются в подсистемы, располагаю- щиеся на различно увлажненных и освещенных участках терри- тории. Последний фактор в значительной степени совпадает с ярусностью. Растения равной высоты (занимающие равное по- ложение по отношению к кронам леса или к вершинам траво- стоя) образуют синузии, которые классифицируются опять-таки посредством решеток. Делить на синузии зооценозы вряд ли имеет смысл ввиду подвижности животных, однако грубая ярус- ность в мире животных все же наблюдается. Выделяются воз- душный, древесный, наземный, подземный ярусы. Синузии складываются под влиянием конкуренции. Конку- ренция определяется как стремление к овладению каким-либо благом (водой, светом и т. п., иногда просто жизненным прост- ранством), которое имеется в количестве, недостаточном для всех на него претендующих. Конкуренция распространяется на особей как одного, так и разных видов, занимающих ту же эко- логическую нишу. Она имеет глубокий смысл. Например, моно- гамные животные закрепляют за собой участки территории и охраняют их от вторжения других особей, особенно на период кормления детенышей, чтобы обеспечить достаточное питание своей семье. Если бы не существовало этого мудрого порядка, популяция могла бы сгуститься настолько, что голод и эпизоо- тии угрожали бы всем ее членам. То же самое наблюдается и у растений. В пустынях некоторые кустарники располагаются друг от друга па почтительном расстоянии, так как выделяют ядовитые вещества, убивающие молодые проростки своего же ви- да, и тем обеспечивают себе необходимое пространство для сбора влаги (Одум, 1968, стр. ИЗ—114). Популяция сама себя огра- ничивает в такой мере, при которой ее члены могут безбедно существовать в расчете па имеющиеся ресурсы. При межвидовой конкуренции два близких вида обычно не могут жить в одной нише. Или один вид вытесняется, или оба вида разрежаются настолько, что совместное существование ста- новится для них нечувствительным. Между видами, стоящими систематически далеко друг от друга, существуют часто наряду с трофическими связями и от- ношения взаимопомощи. Сюда относятся всем известные от- ношения сожительствующих грибов и водорослей, доходящие до слияния в один организм лишайников, кормовое содружество раков-отшельников с актиниями, поселяющимися на их спине, проживание азотобактеров на корнях бобовых растений, нако- нец, опыление энтомофильпых растений насекомыми. Все эти факты взаимных услуг различных видов объединяются под на- званием мутуализма («взаимности»). Проблема в широком плане описана П. А. Кропоткиным (1907). Явления конкуренции, как и мутуализма, полезно знать ланд- шафтоведу. Ими объясняются причины разреженности пли вы- теснения отдельных видов, например почти полное исчезнове- 224
ние клевера в результате гибели шмелей, процессы сукцессий и т. д. Дальнейшая задача ландшафтоведов — наблюдение сезонных ритмов в природе, особенно в живой ее части, ведение кален- даря природы, подобного тому, которой ведется во всех запо- ведниках СССР. Фенологические наблюдения дают возможность зафиксировать закономерную смену аспектов ландшафта, отли- чать годы с отклонением от средней нормы, вывести представ- ление о «среднем» годе, выяснить, на какие стороны природы влияют те или иные отклонения. Интересно изучение вопроса о сравнительной роли фото- и термопериодичности в наступлении весеннего расцвета жизни и осеннего увядания. Хорошие приме- ры постановки фенологических наблюдений показывают стацио- нары Института географии Сибири и Дальнего Востока. В статье Е. И. Бузулуковой и др. (1964) подробно описаны их содержа- ние и методика. Бывают также апериодические явления, например, измене- ния, происходящие в результате лесных и степных пожаров. В южной части США и в Центральной Африке их считают не- избежными, а па пастбищах — даже желательными. Принося громадный ущерб большинству лесов, они в то же время бла- готворно влияют на травостой, уничтожая непоедаемые кустар- ники и жесткие многолетники и облегчая на несколько лет рост мягких однолетних трав. Однако эта практика неприменима в наших широтах. Что касается длительных периодических коле- баний климата, уровня грунтовых вод и т. п., то они вызывают сукцессии, изучать которые можно преимущественно эргодиче- ским методом. Последнее, и в практическом отношении самое важное свой- ство органического мира, — его продуктивность. Биомасса низших животных по отношению к другим группам в лесостепи растет примерно как прогрессия со знаменате- лем 10. Существует обратная пирамида численности видов. Напри- мер, там, где вес копытных составляет порядка 0,5 кг/га, вес грызунов и птиц — 5 кг/га, наземных насекомых — 50 кг/га, по- чвенных сапрофитов уже — 500 кг/га. По некоторым данным, эта прогрессия распространяется на микробов, которые в отдель- ных случаях образуют биомассу до 5 т/га. Если распределить всю биомассу Земли равномерным слоем, то окажется, по подсчетам Э. Диви мл. (1972, стр. 120—121), что на каждый квадратный метр придется 5,8 кг. На суше это число значительно больше — 20 кг/кв. м. Эта масса, занимая в ходе эволюции все возможные экологические ниши, дифференци- ровалась на 2 млн. видов. Если удастся выполнить аналогичные подсчеты для стационара, то будет полезно сравнить их с этими средними цифрами. Это даст первое представление о продуктив- ности ландшафта. 225 8 Зак. 2825
Продуктивность слагается из двух компонентов: скорости размножения и скорости роста. Для скорости размножения, вер- нее скорости передачи жизни, В. И. Вернадским была предло- жена формула (1967а, стр. 255) 13963, ЗД V—--------------, lg N max (7.4) где 13 963,3 — поверхность Земли в кв. км, деленная на число дней в году, Д — число поколений, приносимых данным видом в сутки. Для всех организмов, кроме простейших, оно будет вы- ражаться правильной дробью. Nтах — максимальное количество особей данного вида, которое могло бы жить на поверхности планеты, если бы этот вид был один и везде существовали бы пригодные для него условия. В. И. Вернадский получил для v значения от 0,09 см/сек (для слонов) до 33 100 см/сек (для бактерий). В явлении размножения также подтверждается за- кономерность, согласно которой, чем мельче в целом организм, тем интенсивнее свойственный ему метаболизм. Формула (7.4) имеет чисто теоретическое значение вследст- вие грубого осреднения всех входящих в нее параметров. В кон- кретных условиях данного ландшафта они могут сильно откло- няться от средних. Но они дают ландшафтоведу, участвующему в ландшафтных исследованиях, важные придержки и данные для сравнения относительной благоприятности среды для того или иного организма. Увеличение продуктивности растений за счет размножения осложняется тем фактом, что далеко не все семена всходят и не все взошедшие выживают. Приблизительный коэффициент всхожести и выживаемости определяется соотношением между числом семян на одном растении, числом всходов на приходя- щейся на него площади и числом подроста. У животных тоже необходимо определять коэффициент «детской смертности», счи- тая за детский возраст весь период до половой зрелости. В ста- бильном биоценозе ежегодно отмирающая биомасса должна равняться вновь нарождающейся. Превышение одной из этих величин свидетельствует о развитии или деградации биоце- ноза. О подсчете продуктивности за счет роста особей уже гово- рилось. Напомню, что баланс включает учет переходящей био- массы и учет ежегодного прироста, валового и чистого — за вы- четом потерь на дыхание. Необходимо различать, куда идет го- довой прирост: на увеличение биомассы сообщества, на питание редуцентов или на питание консументов, в том числе на потреб- ности человека. Если речь идет о вторичной продуктивности (гетеротрофов), то надо выделять из общего количества потреб- ление хищников. Продукцию необходимо фракционировать («Программа и ме- тодика...», 1966, стр. 132—134). Если речь идет о травянистой 226
растительности, то прежде всего надо различать подземную и наземную части. Их соотношение сильно изменяется в зависимо- сти от зоны. Если в северной степи оно равняется в среднем 8, то в нустыне достигает 100. Обычно для веса корней приходится принимать зональный коэффициент и взвешивать только надзем- ную часть. Затем отделяют цветы и семена, имеющие повышен- ную энергетическую ценность. Полную продукцию нельзя опре- делить суммарным и однократным укосом. Желательно разде- лять укосы по видам или более крупным группам, так как они достигают максимального веса в разное время. У деревьев от- дельно взвешиваются (обычно измеряются и умножаются на удельный вес) стволы, сучья, непосредственно взвешиваются ветви текущего года и листва. Имеются таблицы, позволяющие пересчитывать общий прирост надземной части деревьев в неко- торых лесных сообществах, исходя из веса молодых побегов с листьями (Молчанов, 1964). При более детальном определении стволы и сучья разделяются на древесину и кору. Далее опре- деляется опад при помощи установки опадоуловителей. Фракционировать животных по различным частям тела не имеет большого смысла. Гораздо важнее выделять отдельные виды или родственные группы видов. Биомасса различных насекомых весьма неравноценна в энер- гетическом отношении, что зависит от ее химического состава. При той же массе, например, муравей обладает гораздо боль- шей активностью, чем гусеница, тело которой состоит в основ- ном из воды. Поэтому энтомологам приходится разбирать пробы по крайней мере по отрядам. В то же время учет биомассы на- секомых очень важен, так как она подчас оказывается удиви- тельно велика («Программа и методика...», 1966, стр. 184—186). Для нее применяется кошение сачком, сбор в биоценометрах — закрытых марлевым мешком пространствах, ароматические и световые (для ночных видов) ловушки и т. д. § 7.4. ПРИРОДНЫЙ КОМПЛЕКС До сих пор мы занимались рассмотрением главным образом двухфакторных связей, с одной стороны, неорганиче- ских, с другой—органических компонентов природы. Они явля- ются областью преимущественных интересов отраслевых специ- алистов, работающих в ландшафтном отряде. Только когда мы переходим к взаимодействию биоты и косной среды, начинается настоящая работа ландшафтоведа. Из этих связей обращают на себя внимание опять-таки энер- гетические. Органический мир не только запасает в себе много- солнечной энергии в обратимой форме, но он щедро делится этой энергией с косной средой (Хильми, 1966, стр. 261). Он это делает, в форме выделения кислорода при фотосинтезе, кислоро- 8* 227
да, всегда готового вызвать окисление, горение различных ве- ществ и в ходе экзотермической реакции выделять тепло. Вто- рой способ передачи энергии среде —;через транспирацию. Транспирируя в год примерно в 300 раз больше воды, чем тре- буется для построения своего организма, растение еще передает ей скрытую теплоту испарения. Наконец, уже не только расти- тельность, а вся биота снабжает энергией почву за счет опада и отпада, которые, разлагаясь, но не до конца, обогащают почву гумусом, сохраняющим большой энергетический потенциал. Растительность влияет_ня вещественный состав среды, отни- мая у~неё целый ряд элементов и химических соединений: СО2, N2O, H2S, F, HF, SO2 и др. При этом абсорбция из разных тел происходит неравномерно: из воздуха в среднем в 100 раз ин- тенсивнее, чем из воды, и в 300 000 раз интенсивнее, чем из почвы. При этом далеко не все абсорбируемые вещества нужны растениям, часть, наоборот, ядовиты или полезны лишь в огра- ниченном количестве. Для защиты некоторые растения (стран- но, что не все) имеют барьерные приспособления, которые пре- кращают поступление вещества, как только его содержание в растении становится опасным. Растения, не имеющие такого барьера, часто отравляются и погибают (Ковалевский, 1973, стр. 30—34). То же наблюдается и у животных. Влияние рельефа, почвы, вод на распределение растительно- сти общеизвестно. Но ландшафтовед должен разобраться в том, почему те или иные растения растут или выпадают в экстре- мальных для них условиях: на вечной мерзлоте, на болотах, в зоне лесостепи на северных и южных склонах, в полупустыне. Что мешает им переступать через определенную грань: форма и глубина корневой системы, структура листьев, транспирацион- ный коэффициент, недостаточная морозоустойчивость и т. д. Очень сильно обратное влияние растительности на горную породу, почву, воду, приземной слой воздуха. Основной фактор воздействия на горную породу — биологи- ческое выветривание, которое проявляется в разных формах: от поселения простейших и лишайников на поверхности скал до внедрения корней деревьев (сосны, арчи) в их трещины. Послед- нее приводит иногда к откалыванию кусков скал, а в масштабе геологических периодов служит одним из факторов денудации. С другой стороны, растительность является прекрасным закре- пителем осыпей, откосов оврагов, речных пойм и т. п. Вода дав- но смыла бы всю сушу в океан, если бы не было такого мощ- ного буфера, как растительный покров. Мощным аппаратом воздействия растительности на воду яв- ляется десукция. Известна теория Г. Н. Высоцкого о том, что леса сушат почву. Поэтому их и сажают на юге полосами, чтобы они собирали снега зимой больше, чем могут испарить за лето. Обширные массивы, высаженные в степной зоне, обычно через несколько лет засыхают, оставляя в цветущем состоянии лишь 228
снегосборные опушки. Сила десукции так велика, что обсужда- лись даже проекты переброски с помощью посадки ракит сотен кубических километров десугированной воды по воздуху из При- балтики в Среднюю Азию (Крылов, 1952, стр. 121 —122). Наконец, влияние растительности на воздух ясно из преды- дущего. Это насыщение его парами, постепенное 'обогащение кислородом и в первую очередь коренное изменение микрокли- мата в пределах приземного слоя. Внешняя среда столь же всеобъемлюще воздействует на жи- вотный мир. Годовые ритмы климата вызывают такие гранди- озные процессы, как перелеты птиц, миграции северных оленей и других кочующих животных. Расположение водопоев опреде- ляет распределение копытных, крутизна рельефа, близость грун- товых вод или мерзлоты изгоняют роющих животных. Значение снежного покрова для перезимовки, зимнего питания и укры- тия животных также трудно переоценить (Формозов, 1946). Об- ратное влияние животных на косную среду гораздо слабее и почти исключительно ограничивается почвой. Я уже имел случай говорить о рыхлящей, перекапывающей деятельности мелких зверьков и беспозвоночных, об обогащении почвы гумусом. Кос- венно эти животные оказывают влияние также и на воду. Раз- рыхленная почва, особенно в местах нор, становится значитель- но более водопроницаемой и пропускает воду в глубокие слои грунта. Количество воды, содержащейся в растениях и животных, будучи пересчитано в единицы слоя, покрыло бы всю Землю пленкой в 1 мм. При этом ’/б часть этой воды пребывает свя- занной в различных соединениях и 5/б — в свободном состоянии /Пенмэн, 1972, стр. 62). К парным связям компонентов присоединяются тройные. На- пример, в процессе удобрения почвы экскрементами взаимодей- ствуют животные-консументы (субъект), почва (объект) и реду- центы (агент) (см. рис. 50). Но интересно, что с непосредствен- ными взаимодействиями больше трех компонентов сразу мы почти не встречаемся. Влияние на остальные компоненты обыч- но опосредовано фактором времени. После того как трупы пре- вратятся в гумус, он поступит в распоряжение четвертого ком- понента — растительности; увеличивая структурность почвы, он будет способствовать инфильтрации пятого — влаги и т. д. Иног- да влияние сказывается через большой промежуток времени. Сурки, жившие в Стрелецкой степи больше ста лет назад, насы- пали холмики. При этом имело место тройное взаимодействие: животные — почва — микрорельеф. На десятилетия позже, вос- пользовавшись улучшенными условиями, на холмиках посели- лись представители четвертого компонента — пырей средний и костер безостый (Утехин, 1972, стр. 155). Эта последователь- ность событий облегчает ландшафтные исследования, так как .позволяет рассматривать сложившуюся обстановку как началь- 229
чую, а затем уже приступать к обследованию ее воздействия на другие компоненты. Рано или поздно в ландшафте накапливаются лишние для биоценоза материалы или, наоборот, часть необходимых сно- сится и происходит смена сукцессий. Сукцессии можно пони- мать в широком географическом смысле. Например, движения барханов или циклы Дэвиса тоже сукцессии. Сукцессии в более узком, биоценотическом смысле возника- ют или спонтанно, или под влиянием изменений среды: колеба- ний климата, тектонических движений, изменений течения рек... Первые называются эндодинамическими, вторые экзодинамиче- скими. Спонтанные сукцессии могут быть ритмическими, как смена поколений светолюбивого и теневыносливого леса, или направленными, как превращение озер в степных колках в бо- лота и затем в луга. Экзотермические сукцессии зависят от внешнего фактора: если он продолжает существовать, сукцессия будет углубляться, если он произвел однократное действие (на- пример, пожар), биоценоз может вернуться приблизительно в. прежнее состояние. Зная причину изменений, можно предска- зать ход сукцессии. Существенно определить возраст сукцессии. Организмы молодых сукцессий наиболее производительны, в старых — вся продукция может тратиться на дыхание. Но зато старые являются лучшими «хранителями традиций», при них дольше остается в стабильном состоянии сток, микроклимат и другие физические факторы. Когда ландшафтный отряд проработал на объекте достаточ- ное время и все специалисты составили себе представление об основных закономерностях, управляющих компонентными про- цессами и двойными связями, очень полезно прибегнуть к тра- диционному приему — съемке комплексных профилей. Эта ра- бота совершается, по выражению Е. М. Лавренко, по всем прин- ципам древнегреческой трагедии: единства места, времени и действия. На профиле можно видеть, как даже небольшое из- менение рельефа отзывается на почве, влажности, растительно- сти, энтомофауне, можно определить изменения микроклимата на склонах небольшой балки и вторичные, уже от него завися- щие изменения биокомпонентов. Этот прием является поистине приемом раскрытия интимных связей в природе. Для съемки комплексного профиля намечается трасса так, чтобы она проходила через наиболее контрастные участки мест- ности: водоразделы н балки, северные и южные склоны, луг и лес. Преимущественно она должна придерживаться линий наи- большего уклона. Затем трасса пикетируется, нивелируется и вычерчивается (рис. 55). На профиле размечаются места для наблюдений специалистов: наиболее частые — почвоведов и гео- ботаников, более редкие — энтомологов, еще реже — гидрологов и, наконец, климатологов. Почвенные скважины на влажность берутся через 1—3 м, через каждые 3—5 скважин делается бо- 230
лее глубокое бурение (до ~3 м), здесь берутся пробы для пол- ного анализа. Геоботанические площадки 1X1 или 2X0,5 м опи- сываются и выкашиваются для взвешивания приблизительно с интервалами 2 м. На некотором расстоянии по профилю роются прикопки и берутся пробы почвенных беспозвоночных. На раз- ных элементах рельефа делаются гидрологические станции, обо- рудованные приборами для измерения инфильтрации, стока и испарения. Климатологи располагают свои станции там же, где гидрологические. На них ведутся наблюдения за температурой воздуха и почв, влажностью воздуха и ветром. Климатические, а также часть гидрологических наблюдений продолжаются доль- ше, чем остальные работы на профиле, чтобы выявить влияние изменений погоды. Несколько геологических скважин пробури- вается по крайней мере до материнской породы. Под профилем наносятся кроки. Для этого снимается лента шириной 5—25 м в каждую сторону от профиля. Зоологические наблюдения по учету позвоночных и наземных насекомых производятся на всей площади ленты. Так же ведется и геоморфологическая мен- зульная съемка с нанесением западин, ложбин, кротовин, му- равьиных куч и т. д., которые наносятся на профиль или кроки. Каждый специалист проводит свое рабочее районирование про- филя, после чего все данные поступают к ландшафтоведу для комплексных выводов и суммарного разделения профиля на бо- лее или менее однородные районы, которое желательно осущест- вить с применением информационного метода. Если есть воз- можность, наблюдения на профиле надо повторить несколько раз, в том числе зимой во время наибольшего накопления снега. Последней операцией может явиться составление сводных балансов вещества и энергии, о котором уже говорилось в пара- графе 3.2. В. Р. Волобуев (1958) предложил следующую фор- мулу энергетического баланса почвообразования. Полная энер- гия, участвующая в нем: + + (7.5) где энергия Wt расходуется на физическое разрушение породы, UZ2—па разложение минералов в процессе выветривания, — аккумулируется в гумусе, Вг—расходуется в биологических ре- акциях, Ei — расходуется на физическое испарение и Еч— на транспирацию, Cj — потери в процессах механической миграции солей и мелкозема. На примере формулы (7.5) можно убедиться, насколько мно- гочисленны будут члены полного баланса энергии, включающего перенос вещества в ходе геоморфологических, гидрологических, климатических и прочих процессов. То же относится и к вещест- венному балансу. Однако составление его возможно и является вопросом времени. Изобразить графически такие балансы, ис- пользуя для вещества и энергии струи разного цвета, можно бы- ло бы в аксонометрической проекции или на трехмерной модели. 231
Рис. 55. Комплексный профиль. /? — балансовое сальдо. LE—потерн на испарение, 7^»» средняя температура на высоте 0,5 м, трясунковая, 3 — чемерицевая, 4 — котовниковая, 5 — ковыльно-шалфейная. Продуктивность. 8 — оподзоленный, 9 — карбонатный, 10 — лугово-черноземные почвы. Мощность горизонта; 12 — известняк,.
ИВ6 И7 ЙЙ2 МИ9 И10 ЕЕЗ11 tZE2 71>f_ То же на высоте 1,5 м. Растительные ассоциации: I — ковыльио-прямокостровая, 2 - пропорциональна высоте (шкала справа). Почвы: 6 — чернозем типичный, 7 — выщелоченный 4 + В| — в масштабе (шкала справа). Породы: П — двуслойный нанос (суглинок и супесь) G — гумус, — влажность почвы
До сих пор мы изучали внутренние связи между компонента- ми ландшафта в пределах региона одного из низших рангов. В. С. Преображенский назвал такие модели моносистемными (рис. 56). Но каждый регион имеет еще и внешние связи, выра- жающиеся в 'приносе и выносе вещества через его границы. На рис. 50 эти связи показаны за рамкой схемы. Они соответствуют стрелкам п-1-2 ранга на рис. 56. По сути дела модели I и II от- личаются только масштабом. Модель I — это изображение в увеличенном масштабе участков fli, aj,... ,6i... модели II; подси- стема, выделенная в системе. Ландшафтовед, изучив регион «4-2 ранга, естественно переходит к и4-1, потом к n-му рангу. В иных целях, быть может, выгоднее идти в обратном порядке. Важно то, что модели I и II стоят не рядом, не изучаются аль- тернативно, а следуют друг за другом последовательно. Модель внешних связей региона, выражающаяся в переносе вещества, изображена на рис. 57. Масштаб толщины стрелок — логарифмический. Размеры потоков взяты произвольные, но их соотношения правдоподобны. Так как потоки в течение года мо- гут направляться в разные стороны, то толщина стрелок с каж- дой стороны соответствует сальдо транзитных балансов по че- тырем границам региона. Если мы потоки, направленные в си- стему, расположим по другой стороне модели, чем направлен- ные из системы, и проставим на них количество, а также укажем количество вещества, циркулирующего между компонентами геосистемы, то получим матрицу (3.6), о которой говорилось в параграфе 3.1. Мигрируют все компоненты ландшафта, в том числе даже горные породы. Они приходят в движение, когда их размывают реки, а в горных условиях они переходят в соседние ландшафты с камнепадами, осыпями, обвалами. Массы потоков вещества выражаются числами самого различного порядка: от немногих килограммов на гектар в год для биологических потоков- №№ 11—14 до 10й—10'2 т для потока № 1 (воздух до высоты 5 км). Тем не менее по своему влиянию на ландшафт эти потоки сравнимы друг с другом. Некоторые из них целиком оставляют переносимый материал на территории региона, например пере- веваемый через границу снег. Некоторые целиком проносятся транзитом, как большинство газов атмосферы. Рассмотрим некоторые свойства потоков. Наибольшие из них воздушные (ветер). Преобладают ветры западного румба, затем южного. Сколько воздушных масс вносится, столько и выносится (усвояемой частью пренебрегаем). Направление стрелок 2, 3, 6, 8 совпадает со стрелкой 1, так как они показывают воздушный перенос различных веществ. Однако перенос органического ве- щества не везде совпадает с воздушными потоками, так как они переносятся также водой и мигрирующими животными. Так,, стрелки 13 и 14 местами идут навстречу господствующим вет- рам, поскольку по реке на юг сплывает органического вещества 234
больше, чем переносится ветром на север. Стрелки 7 и 9 на- правлены по течению и совпадают с 4. На склонах ледовый сток 7 отсутствует, с них стекают только временные водотоки. Грун- товый сток 5 и особенно поверхностный сток 4 превосходят при- ток, так как в пределах региона он обогащается за счет грун- тового стока со склонов. Автономная миграция 10 происходит в произвольном направлении, но с перевесом вниз по реке, так как предполагается, что вверх приходит рыба на не- рест, а назад скатывается вместе с молодью. Разумеется, на модели показан только пример ситу- ации, в конкретных условиях ландшафта она может ока- заться совершенно иной. Как я уже говорил в на- чале книги, выделенный тип ландшафта или регион отли- чается хоть и условными, но совершенно определенными границами. Это создает его преимущество при изучении в практических целях. Но если мы ведем исследование с научной целью, то нас, по всей вероятности, заинтере- сует, как сформировался сток, который проходит че- рез наш регион, или где про- исходит нагул рыбы, даю- щий ей возможность достиг- нуть нерестилищ, и т. п. В этом случае предпочтитель- но обратиться к экосисте- мам. Вообще. вертикаль- Рис. 56. Модели природных комп- лексов (по Преображенскому, 1969, стр. 28). I —моноснстемная модель, II — полисистем* мая модель; 1—компоненты комплекса, 2 — связи между ними, 3 —природные комплексы ранга л+1; 4 — типы природных комплексов ранга Л4-2; 5 — связи между комплексами ранга л+2; 6 — связи между комплексами ран- га л+1; 7—8 — внешние связи природных ком- плексов. Ранги считаются «сверху вниз» ные движения выгоднее изу- чать в составе ландшафтов, горизонтальные, к которым отно- сятся внешние связи регионов, — в составе геосистем. Геосисте- ма, подобно а1.мебе, способна выбрасывать ложноножки, в первом моем примере—до вершины водосбора, во втором — до моря. Она всегда включает в себя парагенетические связи. Если надо исследовать временные потоки и переносимые ими наносы, то границу надо отодвигать до водораздела, если ветровой перенос семян и насекомых, то — до леса. Одним словом, границей должна служить линия наименьших связей. Поскольку искать такие границы для всех видов вещества и энергии практически 235
Рис. 57. Модель переноса вещества в средней части долины. 1 —ветер, 2—перенос пара по воздуху, 3 — перенос облаков, 4 — поверхностный сток, 5 — грунтовый сток, 6 — перевеваннс снега, 7 — перенос льда реками, 8 — перенос пыли по воздуху, 9 — твердый сток, |0 — автономная миграция животных по суше н водоемам, 11—то же—принудительная миграция, 12 — перенос пыльцы и спор по воздуху, 13 — перенос семян ветрами и животными, 14 — перенос микробов водой, ветрами и животными невозможно, исследование в пределах геосистемы, как я уже упоминал в параграфе 1.1, надо вести функционально — на свя- зях одного вида вещества, абстрагируясь от остальных. При этом «ложноножки» могут выпускаться только в атмосферу, или только по воде, или только по поверхности земли. В геосистемах мы можем проследить трассы движений веществ разного рода. Мы видим, как сложна и многогранна задача изучения при- родного комплекса. Каким бы эрудированным ни 1был ландшаф- товед, он не может с ней справиться без участия отраслевых специалистов.
Q Конструктивное ландшафтоведение § 8.1. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ До сих пор я преимущественно говорил о ландшафте как о чисто природном образовании, т. е. рассматривал несуще- ствующее более явление природы. Это, однако, имело свой смысл. Хотя влияние человека ощущается везде, даже в Антарктиде, куда оно заносится с циркуляцией атмосферы, но по силе оно очень различно. В некоторых местах оно сказывается только на составе воздуха, способно,м переносить так сказать, «запах чело- века» на большие расстояния, в то время как все остальные ком- поненты ландшафта остаются в девственном состоянии. В других местах, как, например, ,в городах, изменена до неузнаваемости вся природа и робкие представители ее начального состояния едва пробиваются сквозь бетон и асфальт. Можно построить целую шкалу типов ландшафта, в разной степени измененных человеком (рис. 58). Таким образом, на Земле еще есть места, лишь в малой степени затронутые цивилизацией, и мы можем, с известным приближением, рассматривать их как девственные, тем более что такое абстрагирование от влияния человека по- зволяет лучше понять естественные взаимосвязи ландшафта. Условимся называть измененными ландшафтами ландшафты первых четырех степеней изменения в отличие от естественных ландшафтов пятой степени. Из числа измененных ландшафтов часть принято относить к числу «культурных». Это очень неопределенное выражение нуждается в уточнений. Я предлагаю считать культурными ландшафты сельскохо- зяйственных угодий — полей, садов, сенокосов, пастбищ и т. п., приносящих урожаи не ниже средних для данной местности (ибо что же культурного в запущенном хозяйстве?), лесоустроенные лесные угодья, парки, ландшафты населенных пунктов. Из чис- ла культурных в свою очередь следует выделить городские ландшафты, которые, хотя и создают иногда крайне некуль- турные условия для жизни населения, все же являются порож- дением технической цивилизации. Не следует думать, что изменения, произведенные в ланд- шафте человеком, являются чем-то небывалым, принципиально новым. Я уже упоминал о термитах и бобрах. Ландшафтообра- зующая роль термитов показана на рис. 58, чтобы подчеркнуть ее качественное единство с деятельностью человека. Действи- тельно, в их постройках можно видеть прообраз городов, в пло- 237
a о x Ж <и Ж Q SJ О. X X 3 м X X
тинах бобров — зародыш гидротехнических сооружений, а в от- ложениях гуано у 'берегов Чили и Перу — начало загрязнения среды, которое ныне продолжается человеческим обществом. Количественно — дистанция огромная, но по существу и человек и животные переделывают ландшафт для удовлетворения своих непосредственных нужд в жилище, в нище, в условиях для про- должения рода. Причем наибольшего успеха достигают как раз общественные животные, обладающие преимуществом сотруд- ничества, которое выдвинуло на первое место и человека. Ланд- шафты, измененные человеком, называются антропоген- ными. Наличие ландшафтов, измененных животными, создает переход от естественных ландшафтов к антропогенным. Задачи конструктивной географии (Герасимов, 1966), забота о состоя- нии и приумножении природных ресурсов, наконец, долг учено- го, побуждающий его бороться за улучшение условий жизни об- щества, заставляют ландшафтоведа не ограничиваться иссле- дованием нетронутой природы, но параллельно с ней — приро- ды, измененной человеком. Здесь ландшафтовед попадает в область общей географии. При изучении, а тем более при конструировании антропогенного ландшафта становится совершенно обязательным учет социаль- ных и экономических мотивов, побуждающих человека произво- дить изменения в окружающей среде. Это как раз та область, где необходим синтез естественных и общественных наук. От географа требуется также известный минимум технических зна- ний: в зависимости от отрасли, где он работает, — по агротехни- ке, мелиорации, лесоразведению, гидротехнике, дорожному стро- ительству, градостроительству или оценке природных ресурсов. Со временем область изучения и проектирования измененных ландшафтов, может быть, образует особую отрасль ландшафто- ведения. Не знаю, как будут называться соответствующие спе- циалисты: «угодьеведами» или «ландшафтоводами»... Пока что, по крайней мере в нашей стране, в этом деле слишком мало опыта. Ландшафтоведение является тем разделом географии, который должен заняться изучением измененного ландшафта. В недрах его должны расти кадры для новой отрасли. Как реагирует природа на антропогенные изменения? Так же, как на спонтанные изменения любого другого компонента. Пока они ограничивались скромным размером, природа их по- просту игнорировала: постройка примитивных жилищ влияла не более, чем рытье нор зверями или витье гнезд птицами, охота с копьями и луками — не более, чем охота хищников, вооружен- ных когтями и зубами. Возможно, охота была даже необходима для поддержания здоровых популяций и регулирования коли- чества травоядных, подобно тому как теперь необходимы волки для оздоровления стада диких оленей. По мере того как действия людей обрастали орудиями и ста- новились все более агрессивными, природа начинала «пружи- 239
нить». Животные и растения отступали в рефугиумы, или одо- машнивались, реки, давая тот же сток, текли по проложенным для них каналам или наполняли водохранилища, почвы покорно выращивали вместо диких культурные растения. Но стоило лю- дям зазеваться или увлечься взаимным истреблением, как соз- данные ими вещи возвращались в систему естественных связей: джунгли поглощали города, реки прорывали плотины, каналы начинали меандрировать, почва зарастала прежними травами или деревьями и все возвращалось к первоначальному состоя- нию. Упругость природы и стремление ее к естественному рав- новесию удивительны. Геологические и климатические пертур- бации, случавшиеся в истории Земли: трансгрессии, орогенезы, оледенения — в конечном счете служили природе, во всяком слу- чае живой, только на пользу. После каждого «сжатия» природа вновь «распрямлялась». Создавая трудности для существования, великие перемены приводили к уничтожению слабых родов и порождали иные, более приспособленные к открывающимся но- вым экологическим нишам, более выносливые и изворотливые. Очевидно, так же подействовал бы и пресс со стороны человека, если бы он продолжался в течение геологически длительного времени. Но он был слишком кратковременным для создания новых видов. В эпоху существования человека создались толь- ко немногие новые виды, а по большей части расы, животных и растений, обладающие удивительной живучестью и приспособ- ленностью к условиям человеческих поселений. Выйдя из недр природы, являясь ее детищем, человек, каза- лось, должен был заботливо оберегать ее интересы, соблюдать ее законы. К сожалению, так не получилось. Людям всегда что- нибудь в природе мешало, и они принимались его уничтожать, или всегда было что-то нужно, и они принимались его добывать. Ведь люди быстро размножались и нуждались в пространстве и материалах для своих изделий. Но брали и уничтожали они, не думая о последних, о роли, которую играли уничтоженные элементы в природе. Они считали природу неистощимой. Это простительно. Непростительно, что люди продолжали и продол- жают так поступать, когда наука выявила исчерпаемость боль- шей части ресурсов и когда уже у многих из них стало видно донышко. При этом в большинстве случаев людьми руководили частные интересы, местные и временные нужды, которые, одна- ко, каждый раз казались им чрезвычайно важными. Жадность, халатность, невежество, жажда разрушения добавлялись к ре- альным потребностям. Всякая пружина имеет предел упругости. Если ее перена- прячь, она лопается, разваливается на куски. Так же и природа. Перегрузки, налагаемые на нее деятельностью людей, сравнимы из числа естественных событий разве только с деятельностью вулканов, загрязняющих атмосферу громадными количествами сернистого и других газов и засыпающих пеплом все живое в 240
своих окрестностях. Разница та, что действие вулкана кратко- временно и локально, а человечества — постоянно и повсе- местно. Опрометчивые, недальновидные действия людей рано или поздно сказываются отрицательно на них самих. Недостаток кислорода, избыток углекислого газа, накопление аэрозолей в стратосфере скажутся, вероятно, через десятки, может быть, сот- ни лет, когда эти изменения станут значительными. Так сказа- лись в наше время постепенный смыв и выдувание почв из-за неправильных приемов земледелия, применявшихся со времен Римской империи в Южной Европе и во многих местах при- меняемых и сейчас. Но часто возмездие происходит незамедли- тельно. Прав И. Р. Спектор, когда говорит (1971, стр. 93), что чело- век упорядочивает свое хозяйство, но в то же время «разупоря- дочивает» природу, т. е. вносит в нее хаос, так что еще неизве- стно, какая сторона его деятельности перевешивает- В биоте изменения в общем сводятся к упрощению, укорочению трофи- ческих цепей. Сложные лесные и степные ценозы заменяются в результате «разрыва пружины» простыми сообществами «воро- бья и крысы», которые благоденствуют в асфальтовых пустынях городов или на пространствах расхищенных ландшафтов: эро- дированных полей, отвалов горных пород, свалках мусора. Поскольку территория нашей планеты ограничена, то огра- ничены и ее ресурсы. Со временем недостаток некоторых из них начнет, и может быть довольно скоро, давить на человечество, намекать на то, что людей на Земле стало слишком много. Ни- какой процесс не может идти в ограниченном пространстве бес- конечно. Неизбежным и разумным концом процесса размноже- ния человечества должно явиться его добровольное решение о прекращении роста и о переходе от расширенного к сбаланси- рованному воспроизводству населения. Люди сами решат, како- во их оптимальное количество. Но пока до этого времени еще далеко, мы должны поставить себе задачу максимально экономного расходования ресурсов, в особенности энергетических. До тех пор пока мы не овладели практически неисчерпаемым источником — энергией Солнца и гелиоводородной реакции, мы должны поставить вопрос: сколь- ко же запасенной в земле энергии можно тратить на поддер- жание одного-единственного вида — человека и не ведет ли пе- рерасход ее к убийству всей остальной жизни в биосфере (Вуд- велл, 1972, стр. 59)? Теория ресурсоведення слабо разработана. А. А. Минц пи- сал (1968, стр. 19—20), что в вопросах, связанных с природны- ми ресурсами, тесно переплетены естественные и общественные элементы. Догматическое противопоставление тех и других до сих пор мешало их разработке. Только преодоление «изоляцио- нистских» тенденций позволит выделить географию природных 241
Р и с. 59. Связь географии природных ресурсов со смежными дисцип- линами (по Минцу, 1968, стр. 21) ресурсов в особую дисциплину, в одинаковой мере связанную как с физической, так и с экономической географией. География природных ресурсов находится между ними в пограничной зоне и занимает «стыковое» положение (рис. 59). Ясно, что погранич- ная зона принадлежит к общей географии, а в нее в свою оче- редь входит география ресурсов. Природные ресурсы могут быть разделены на три группы: возобновимые, невозобновимые и неисчерпаемые, каждая из ко- торых обладает своими принципами сохранения и приумноже- ния (Арманд и Герасимов, 1963, стр. 6—7). Согласно этой клас- сификации к практически невозобновимым относятся почти все виды минеральных ресурсов, образующиеся в геологически дли- тельные сроки, включая и атомное сырье. Исключение состав- ляют лишь некоторые соли, отлагающиеся в самосадочных водоемах. К возобновимым относятся биологические (раститель- ные и животные) ресурсы, а также земельные, точнее, ресурсы почвенного плодородия. При благоприятных условиях они, бу- дучи израсходованы, сами возобновляются, воспроизводятся, но лишь в строго ограниченном количестве. Наконец, к неисчерпае- мым можно отнести водные, а также энергетические— солнеч- ные, геотермические, приливо-отливные и термоядерные (гелие- во-водородные). Все эти виды ресурсов являются неисчерпае- мыми в том смысле, что они всегда возобновляются, независимо 242
от процента их использования, но в данном месте и в данное время года они могут оказаться остро дефицитными, что мы постоянно ощущаем на примере воды. А. А. Минц (1968, стр. 16—17) дает более подробную клас- сификацию природных ресурсов, не подразделяя их, впрочем, на группы по возобновимости. Перед человечеством сейчас стоит нелегкая задача: брать от природы как можно больше ресурсов, в то же время не на- рушая благоприятных условий существования для всех живых существ и для самого человека в первую очередь. Рассматривая ресурсы по группам, мы убедимся в крайне нерациональном их использовании. Так, минеральные ресурсы используются далеко не полностью. В среднем во всех странах в земле остается или выбрасывается в отвалы 15—25% РУД чер- ных и цветных металлов. «Плановые» потери каменного угля составляют 40%, нефти — в среднем 56%. При добыче калий- ной соли и слюды теряется до 80% сырья. При разработке по- лиметаллов обычно из руды выделяется 1—2 металла, которые в этот момент наиболее нужны, остальные выбрасываются с пустой породой. Потом возникает потребность как раз в тех металлах, которые были выброшены, и тогда начинается вто- ричная переработка отвалов, которая всегда обходится до- рого. В США каждый человек выбрасывает в год около тонны му- сора, в том числе 300 консервных банок. На окраинах городов растут терриконы изношенных автомобилей. Металлургические заводы не принимают их в переплавку, считая невыгодной воз- ню с вторичным сырьем, которое еще предварительно надо сор- тировать. Всего США выбрасывают ежегодно 4% добытой ста- ли, из которой только 40% используется вторично. Количество железа в земной коре уменьшается ежегодно на 2,4% ежегодной добычи, которые рассеиваются по поверхности и превращаются в ржавчину (Браун X., 1972, стр. 181). Расточение полезных ископаемых происходит вследствие кон- куренции и погони за прибылью капиталистических фирм, а так- же из-за спешки, заставляющей «снимать сливки» вместо раз- работки относительно бедных месторождений и тщательного отделения руд от породы. Горная промышленность не только теряет собственные ре- сурсы, но и расхищает чужие. Сотни тысяч и миллионы гекта- ров плодородных земель в каждом крупном государстве лежат, засыпанные отвалами, терриконами, шлакохранилищами и т. д. или пустуют после разработки торфа, строительного камня, бу- рого угля... Однако существование горнопромышленных пустынь не неизбежно. Об этом говорят работы по рекультивации, прово- дящиеся во многих странах. Трудно обеспечить обилие невозобновимых ресурсов. Часто при добывании какого-либо продукта, когда воспроизводящий 243
потенциал природы подходит к концу, люди нажимают на все педали, выбирают продукт до конца, а лотом забрасывают опу- стошенные угодья и ищут им замену в других местах. Они упо- добляются рантье, который жил на проценты от вклада, по когда ему их стало не хватать, начал забирать самый капитал, пока не разорился. Аналогично и с возобновимыми ресурсами. Необходимо понять, что к природе применять насилие бес- полезно. Если она не может давать больший урожай, необходи- мо ей помочь, необходимо перейти на принцип, который первы- ми поняли земледельцы: что посеешь, то и пожнешь. Этот прин- цип пора внедрить в свои отрасли рыбакам, охотникам, лесо- заготовителям и вообще всем заготовителям возобновимых при- родных ресурсов. «Задача сводится к тому, чтобы обеспечить беспрерывное продуцирование растений и животных путем пра- вильного балансирования сбора продукции и возобновления. Из экосистемы не должно изыматься более того, что она способна произвести за данный отрезок времени» (Дювиньо и Танг, 1968, стр. 232). Есть много способов увеличить воспроизводящую силу при- роды. Так, в важнейшей отрасли — сельском хозяйстве нужно не навязывать определенные культуры, а выявить те, которые наиболее подходят к данной местности, и выращивать именно их. Если проверить все культуры и все сорта, найдется немало растений, культивируемых не в лучших для них местообитани- ях. То же относится и к породам скота. Человечество в основном употребляет в пищу 13 видов ра- стений, большинство которых выведено искусственно: рис, пше- ницу, кукурузу, сахарный тростник, сахарную свеклу, картофель, батат, маниок, фасоль, сою, арахис, банан, кокос (Дювиньо и Танг, 1968, стр. 192). Но возможности селекции огромны. Зеле- ная революция в XX веке, охватившая Западную Европу и Сое- диненные Штаты, особенно убедительно проявляющаяся в Мек- сике, проникшая в последние годы в СССР, Японию, Индию и т. д., была в значительной степени заслугой селекции, позво- лившей вывести полиплоидные, гибридные, низкорослые сорта пшеницы, риса, кукурузы и других злаков. Число растений, введенных в культуру, несомненно, будет возрастать. Увеличение количества минеральных удобрений в большин- стве стран еще далеко не исчерпало свои возможности. Нужно только, как уже говорилось, путем агротехнических мер и пре- образования рельефа полей предотвратить сток их в водоемы. Эти меры одновременно будут направлены и против эрозии. Разработка новых инсектицидов, имеющих узконаправленное действие и быстро разлагающихся, а также биологических и фи- зических приемов борьбы с паразитами обещает значительно увеличить урожаи и сделать эту борьбу безопасной для челове- ка и животных. 244
Следует напомнить также о громадном количестве высвобож- даемых площадей, которое может быть получено путем увеличе- ния доли растительной пищи взамен животной. Экологи едино- душно рекомендуют такой переход. Наконец, в ближайшие десятилетия будут осуществляться все более крупные гидротехнические проекты, связанные с оро- шением земель. Достаточно упомянуть проекты переброски вод сибирских рек в степную полосу СССР и проект переброски вод Юкона на плато прерий (Браун Л., 1972, стр. 149). Надо только действовать осторожно, чтобы они не сопровождались оскуде- нием Севера. Все перечисленные меры позволяют надеяться, что к 2000-му году Земля сможет прокормить 6-миллиардное население и лик- видировать недоедание трети человечества в развивающихся странах. Что касается дальнейшего роста продукции, то здесь надежды следует возлагать, вероятно, на гидропонику и на син- тетические методы производства белков, которые 'быстро про- грессируют. В Советском Союзе уже построен завод кормовых дрожжей, изготовляемых микробиологическим путем из парафи- на, т. е. из отходов нефтяной промышленности (Беляев, 1973, стр. 10). Аналогичные производства имеются в США, ФРГ, Япо- нии и Франции. Это открывает возможности освобождения в бу- дущем производства продуктов от связи с истощенными земель- ными ресурсами. Лесное хозяйство намного отстало от сельского. В большин- стве стран оно все еще строится по принципу «добычи» и, явно перенапрягая воспроизводящие силы природы, обезлесивает од- ну природную область за другой. Выше я писал о пользе степ- ных пожаров. К сожалению, они часто переходят в прилегающие леса, где приносят огромный вред. Обезлесение в корне меняет природу среды, причем, как правило, в худшую сторону. Всем известны бедствия, которые обрушились на Соединенные Штаты Америки в первой половине нашего века в результате неуме- ренной вырубки лесов на Среднем Западе и в Аппалачах под распашку и пастбища. Оно повлекло за собой вспышку эрозии, пыльные бури, обмеление рек, бурные весенние паводки и рез- кое сокращение фауны. Меры для подъема лесного хозяйства хорошо известны. Это переход от кочующих лесозаготовок к постоянным районам лес- ного хозяйства, рубка в пределах годовой лесосеки малыми де- лянками, в условиях, неблагоприятных для роста деревьев, — искусственное возобновление, культурные методы транспорти- ровки леса (бетонные или ледовые лесовозные дороги, речной транспорт специальными судами, вертолеты, дирижабли, канат- ные дороги), организация пожарной охраны, запрещение в не- которых районах охоты, туризма и степных палов. Необходимо помнить про гидрологическую, климатическую и санитарно-оздоровительную роль леса. Про то, что лес является 245
незаменимым производителем кислорода на нашей планете. Хо- тя в будущем возможно открытие способа промышленного про- изводства кислорода, но пока что человечество еще не знает бо- лее совершенной машины, чем древесная крона с ее механизмом фотосинтеза. Рыбный промысел, который сильно уменьшился в пресных водоемах и близок к истощению ресурсов по ряду наиболее хо- довых видов морских рыб, в будущем должен 'будет ориентиро- ваться на рыборазведение не только в прудах, реках и озерах, но и в морях, главным образом на шельфах. Интересные проек- ты освоения прибрежных зон морей для искусственного воспро- изведения морских биоценозов в научной литературе уже име- ются (Беляев, 1973). По отношению к неисчерпаемым ресурсам стоит задача их усвоения в возможно большем количестве. Их приток в сферу общественного потребления ограничен только темпом их поступ- ления в ландшафтную сферу. Но и этот темп не беспределен. Особенно ограничено поступление воды. Воздушные массы приносят пары, которые конденсируются и выпадают осадками в количествах, в среднем каждый год тех же самых. Влиять на них мы можем лишь в малой степени, хотя придание шерохо- ватой поверхности деятельному слою все же несколько увели- чивает осадки. В будущем, вероятно, люди овладеют методами искусственного вызывания дождя. Но уже сейчас возможно пе- рераспределение в пространстве и времени воды, выпавшей с осадками. Совершенствование техники этого дела одно из пер- спективных направлений водного хозяйства. Но правильно распределять имеет смысл только чистую во- ду. Следовательно, надо не загрязнять ее на ее пути до потре- бителя, как загрязнили бассейн оз. Эри. Надо задерживать во- ду, чтоб она успела поработать на своем пути к морю: вращала турбины электростанций, орошала поля, снабжала города и за- воды, несла на себе пассажирский и товарный флот. Но в то же время необходимо избежать эвтрофизации водохранилищ, подобно происшедшей с Боденским озером. Очевидно, надо строить заводы на принципе замкнутого оборота воды и элек- тростанции с воздушным охлаждением. Необходимо обеспечить и чистоту океана для поддержания его биологической продук- тивности. Солнечной энергии надо обеспечить беспрепятственный про- пуск к Земле. Для этого атмосфера должна содержаться в чи- стом состоянии. Наблюдающееся накопление аэрозолей в стра- тосфере опасно. Очевидно, с выбросами отработанных веществ заводов и электростанций в воздух надо также покончить. Но так как очистка отходящих газов и дымов необычайно дорога и недостаточно эффективна, то способ будущего заключается в тотальном переводе заводов .на замкнутый цикл с одновремен- ной переработкой газообразных, жидких н твердых отходов в 246
строительные материалы и удобрения на централизованных предприятиях. Только безотходное производство может обеспе- чить ту чистоту географической среды, которая тем более необ- ходима человечеству, чем плотнее оно заселяет Землю. Меня могут спросить: все это хорошо, но при чем здесь ланд- шафтовед? При многом. Ландшафтовед должен принимать уча- стие в распределении по территории видов добывающей про- мышленности, подсказывать, где какие виды сырья выгодно до- бывать или производить, а главное — как согласовать производ- ство с требованиями здоровой среды, как разместить его без ущерба для культурного, эстетического и этического развития общества, как и какие меры принять для максимального сохра- нения участков естественной и преобразованной среды, отвеча- ющей потребностям экологического баланса природы. Ландшаф- товеды должны способствовать выработке обществом нового экологического мировоззрения. § 8.2. ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ В параграфе 1.2 говорилось о том, что разница между геосферами покоится на различных состояниях их вещества. Но вот ученые, потрясенные величием человека и желая подчерк- нуть его глобальную роль, стали придумывать различные сферы, основанные на человеческих свойствах или видах его деятельно- сти. Первый поступил так В. И. Вернадский, назвавший сферу человеческого разума — ноосферой (1944, 19676.). Но разум — понятие отвлеченное, внепространственное, а сфера — понятие материальное, геометрическое. Уже поэтому в науке, где требуется точное применение понятий, они несовме- стимы. И потом, что такое «сфера разума»? Сумма его матери- альных носителей, т. е. черепных коробок людей? Но В. И. Вер- надский явно не их имел в виду. Или вся та область, куда про- никает человеческий разум? Но он носится решительно везде, от недр атомного ядра до метагалактики. В этом случае ноосфе- ра— просто синоним Вселенной. Или, может быть, это та сфера, где человек практически приложил разум в своих творениях? Но не все сотворенное им разумно. То, что казалось разумным вчера, сегодня оказывается неразумным. Словом, границу этой сферы невозможно наметить даже приблизительно. Ноосфера — отвлеченное понятие, лежащее вне географических представле- ний. Применение его в географии тем более нерационально, что ноосфера пространственно совпадает с другими геосферами, ус- тановленными географической классификацией. Рядом с ноосферой бытовала антропосфера, которую геогра- фы толковали как сферу деятельности людей. Но вот Ю. К. Еф- ремов разъяснил (1966, стр. 55), что она относится только к био- логическому виду Homo sapiens, к сумме человеческих тел, и даже высчитал, что она весит 150 млн. т. Но физиологические 247
отправления человека (питание, дыхание, выделение и пр.) ни- чем не отличаются от соответствующих отправлений животных. Количественно людская биомасса намного уступает таким поч- тенным аборигенам Земли, как земляные черви или почвенные бактерии, и во всяком случае ничтожно мала по сравнению с общей биомассой Земли, равной, по Л. М. Рябчикову (1972, стр. 212), 179-1010 т. Таким образом, выделение антропосферы, если не считать удовлетворения человеческого честолюбия, не более необходимо, чем выделение мармотосферы, формикосферы или бетулосферы '. Далее Ю. К. Ефремов выделяет агрооферу, техносферу и со- циосферу (1966, стр. 49—52). По поводу них можно сказать сле- дующее: 1) они все проникающие, т. е. находятся на тех же местах, что и атмосфера, гидросфера, литосфера; 2) они функ- циональны, т. е. охватывают только некоторые виды деятельно- сти человека; 3) они наезжают друг на друга, например, чело- век, который на тракторе пашет колхозное поле, сам принадле- жит к антропосфере, действует как член социосферы, его орудие труда находится в техносфере, а предмет труда—в агросфере; 4) непонятно, при чем тут сфера. Разве сферичность Земли в какой-либо мерс определяет агрономические и технические функ- ции человека? Ведь так можно создать бесконечное множество сфер, привязывая к ним отдельные употребительные теперь за- нятия: медикосфера (везде лечатся), телесфера (везде смотрят телевизоры), хоккеосфера (везде играют в хоккей или болеют за любимую команду). Все эти сферы не только отвечают людским занятиям, но и имеют немалые свои сооружения на поверхности планеты. Поменьше надуманных сфер! География имеет дело с веща- ми и системами, и для нее правильнее будет не выходить из круга физических и геометрических представлений, тем более что они достаточно емки, чтобы вместить в себя и географиче- ские аспекты общественной жизни: взаимосвязи людей в про- странстве и времени. Понятие, которое действительно необходимо ввести в геогра- фию, и в частности в ландшафтоведение, это природно-техниче- ский комплекс. Он воспринимается как ландшафт, если влияет лишь на ограниченное окружение, или как геосистема, если его воздействие ощущается на далеком или неопределенном расстоя- нии. Природно-технический комплекс (ПТК)—это предприятие, или сооружение, или приспособление, созданное людьми из искусственных или естественных материалов, вместе с частями окружающих ландшафтов, на которые простираются его полезные или вредные действия и которые в свою очередь влияют на него. Элементами ПТК являются технические систе- мы. 1 Marmota — сурок, formika — муравей, betyla — береза. 248
Рис. 60. Классификация технических систем Под техническими системами подразумеваются лю- бые длительно сохраняющиеся на местности продукты человече- ского труда от таких классических форм, как завод или электро- станция, до сельскохозяйственных предприятий и зон отдыха. Сельское хозяйство всегда связано с обработкой земли ма- шинами и имеет ряд сооружений: ремонтные мастерские, тока для молотьбы, животноводческие фермы, силосные башни и т. д. Рекреационные предприятия также оборудованы турбазами, кемпингами, ресторанами, причалами для лодок и прочими эле- ментами технических систем. Таким образом, наметить ниж- нюю границу технических систем невозможно. Классификация технических систем по степени их воздейст- вия на природу дана в статье А. Ю. Ретеюма, К. Н. Дьяконова и Л. Ф. Куницына (1972, рис. 1 и 2). Но их схема слишком слож- на и не вполне логична, например, дренажные и регулирующие системы причислены к закрытым системам, в то время как они отдают вовне вещество и энергию (например, воду) . Я попытал- ся упростить их схему (рис. 60). К добывающим техническим системам относятся горные, ле- сохозяйственные, сельскохозяйственные и тому подобные пред- приятия, а также электростанции, влияющие на природу в пер- вую очередь путем изъятия из нее вещества и энергии и уже затем путем засорения среды отходами производства. Перера- батывающие влияют на нее только вторым путем. Воздейству- ющие на природу неподвижные системы самим своим присутст- вием ускоряют, замедляют или останавливают потоки воды, воздуха, снега, земли или животных. Сюда относятся лесные по- лосы, буны на реке, запруды, противолавинные и противоселе- вые сооружения, ограды, препятствующие проникновению скота, и т. п. Регулирующие системы имеют подвижные части, позво- 249
ляющие усиливать или ослаблять потоки: плотины, затворы на каналах орошения, регулируемые системы осушения, рыбоподъ- емники... К особому роду регулирующих систем относятся город- ские и пригородные парки, в .которых природа улучшается по- садками, искусственными водоемами и т. д. Этим путем регули- руются потоки отдыхающих. Наконец, к нейтральным сооруже- ниям относятся дома, дороги, мосты, нефтепроводы, линии электропередачи, которые не имеют целью воздействовать на природу, не имеют отходов, но самим своим присутствием могут служить помехой движению воды или ветра или миграции жи- вотных. Особого рода воздействие оказывает сооружение на природу во время постройки. Оно распространяется на гораздо меньшую площадь, чем влияние уже работающего предприятия, но зато бывает особенно разрушительно. Разрушение зависит от орга- низации работ, и ландшафтовед здесь может немного помочь, разве что посоветовать, как свести возможный вред к мини- муму. В практических целях нельзя ограничиться приведенной на рис. 60 классификацией. Типы воздействия ПТК на природу должны быть далее разделены по силе воздействия. Мы будем различать ландшафты, которые находятся в сфере влияния круп- ных технических систем, от таких, которые находятся вне их. Первые нуждаются в мероприятиях по защите от воздействия сооружений, по использованию их н приспособлению к ним. Вторые, включающие сельскохозяйственные, лесные и рекреа- ционные площади, удаленные от городов и находящиеся под воздействием только мелких и преимущественно подвижных форм техники, нуждаются только в повышении производитель- ности территории или улучшении благоустройства. Работу с ни- ми назовем проектированием сельских ландшафтов. Для нас не меньшее значение, чем охрана природы, имеет влияние естественных факторов на техническое сооружение. От этого зависит его прочность, долговечность, конструкция. Размыв плотин и запруд, выветривание кирпича и бетона, разрушение противоселевых ограждений—все это требует расчета на износ в зависимости от силы воздействия природных факторов, тре- бует определенного запаса прочности, который не должен быть ни слишком большим, ни слишком малым. Иногда влияние на техническую систему в порядке обратной связи оказывает имен- но измененная ею же природа. Плотина создает водохранилище, а волны, поднявшиеся на нем, разрушают плотину. Вырубка лесов вокруг деревообделочного завода приводит к заболачива- нию, а болота затрудняют дальнейший подвоз древесины к за- воду (Куницын, 1970, стр. 41—42). Особенно часты такие слу- чаи в сельском хозяйстве. Распашка склонов вызывает эрозию, эрозия разрушает пашню. Ландшафтовед, как никто другой, должен предвидеть такие процессы и предостеречь хозяйствен- 250
ную организацию. Природа отстаивает свои права систематич- но, непрерывно, но медленно, человек подавляет ее быстротой маневра, сосредоточенными массированными ударами по отдель- ным пунктам. Так, человек выбросил в атмосферу к 1960 году 4 млн. поори радиоактивного стронция-90 (Одум, 1968, стр. 78). Природа сейчас же принялась его разлагать. Но период полу- распада стронция — 28 лет, значит, только через столетие вред, приносимый им, уменьшится в 16 раз. Эта и подобные ей пир- ровы победы человека над природой подрывают его собствен- ные возможности. В. И. Вернадский установил, что ни одно живое существо не может жить в среде, состоящей из собственных отбросов. Этот закон человек пытается нарушить. С научных позиций вопрос о степени приспособляемости, выносливости людей к вредным влияниям среды рассматривается новым разделом экологии — экологией человека. Естественно придать экологии человека такое же симметрич- ное содержание, как и экологии вообще, т. е. включить в сферу ее компетенции как воздействие среды на человека, так и воз- действие человека на среду. В частности, такой точки зрения придерживаются В. С. Преображенский и Е. Л. Райх (1974, стр. 15). Они пишут: «Проблемы экологии человека сегодня — это не только проблемы объяснения влияния на здоровье чело- века факторов среды, но и проблемы взаимодействия чело- века и среды и ее ответных реакций». Но ответные реакции сре- ды на человеческую деятельность — это огромная, почти необъ- ятная проблема, которую неблагоразумно возлагать на молодой, только начинающий формироваться, раздел науки. Попытаемся как-нибудь ее ограничить. Я предлагаю в компетенцию экологии человека не включать те изменения природы, которые если и наносят ей ущерб, то все же не угрожают жизни и здоровью лю- дей. Она учитывает только те действия людей в отношении при- роды, за которые они несут «биосоциальную плату» (Авцын, 1974, стр. 147). Экология человека — это раздел экологии, рассматри- вающий вопросы экстремальных нагрузок на человека и антро- погенных изменений в природе, такие нагрузки вызывающих. Задача экологии человека заключается в разработке предельно допустимых концентраций, понимаемых в широко географиче- ском смысле как концентрация всех жизненных условий (тесно- ты, шума, голода и т. д.), способных действовать угнетающе на жизнь и развитие человека. По мнению советских гигиенистов, под предельно допустимой концентрацией «понимается такая концентрация загрязнений (в нашем смысле — угнетающих фак- торов. — Д. А.), которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного действия и даже неприятного действия, не снижает его работоспособности, не влияет на его самочувствие и настроение...» («Человек, общество и окружающая среда», 1973, 251
стр. 202). Иначе, предельно допустимая концентрация это на- чало дискомфортного самочувствия. Заняться вопросами экологии ками, биологами и социологами человека в содружестве с меди- надлежит и ландшафтоведам, одновременно с изучением природно-технических комп- лексов. Экология человека не подразумевает активного участия в конструировании ландшафта, но разрабатыва- ет нормы, на которые дол- жен ориентироваться проек- тировщик. Позиция ландша- фтоведа, работающего в рамках общей географии, выгодна именно потому, что он должен быть компетентен и в физической и в экономи- ческой географии и в гео- графии населения. Предста- вители остальных наук, при- влекаемых к работе в обла- сти экологии человека, этого преимущества не имеют. Для процесса освоения природных богатств, отвеча- ющего экономическим тре- бованиям общества, но с со- хранением очагов естествеи- , ного ландшафта Ю. Н. Ку- •5 ражсковским (1969) был Рис. 61. Схема связей разделов гео- графии, участвующих в проектировании природно-хозяйственных комплексов. предложен термин «приро- допользование», обычно упо- требляемый с прилагатель- ным «рациональное». Тер- мин удачный: природу надо использовать, но делать это 1 — разделы географии, 2 — проблемы пауки, 3 — отрасли хозяйства, 4—иерархические свя- зи, 5 — обслуживание. 6 — линии корректиров- ки посредством обратной связи надо разумно, рационально. Термин шире, чем привыч- ное «охрана природы». Р а- циональное природо- пользование включает в себя и охрану природы, и преобразование природы, и использо- вание природных ресурсов. Это не наука, а «использование», т. е. сторона практической деятельности общества. Она подпирается, обслуживается наукой—конструктивной географией, распадаю- щейся на конструктивное землеведение и конструктивное ланд- шафтоведение. Первое из них—воздействие на всю планету в це- 252
лом—наука будущего. Второе—рассматривает две тесно связан- ные и даже перекрывающиеся проблемы: проектирование при- родно-технических комплексов и проектирование сельских ланд- шафтов, которое является темой следующего параграфа. Конт- роль за проектами посредством обратной связи обеспечивает экология человека. Соотношение разделов ландшафтоведения, обслуживающих рациональное природопользование, показано на рис. 61. Помимо тактики проектирования ПТК необходимо вырабо- тать и стратегию. Следовательно, помимо проектирования от- дельных ПТК совместными силами ландшафтоведов, инженеров и экономистов следует разработать принципиальные положения о том, что можно и чего нельзя менять в природе, и если мож- но, то до какой степени. Идеальным является положение, когда вместе с проектиро- ванием технической системы производится проектирование всей территории, которая, как предполагают, окажется в сфере ее воздействия. Проектируются меры защиты, меры преобразова- ния природы, меры по перенесению ценных объектов, которые неизбежно должны пострадать (преимущественно населенные пункты и связанные с ними угодья), и, наконец, меры использо- вания. Поясню последнее. Например, при создании водохрани- лища появляется возможность рыборазведения, при наличии от- ходов тепла—использование его в парниковых хозяйствах, при шлако- и золоотвалах — изготовление туков и стройматериалов и т. п. А. Ю. Ретеюм и другие (1972, стр. 54) по этому поводу пишут: «Полный учет положительных и отрицательных, близких и отдаленных последствий строительства различных технических сооружений и устройств... влечет за собой логичный переход от конструирования собственно технических систем к конструиро- ванию системы географической». Л. Ф. Куницын и другие (1969, стр. 39) считают, что главная задача географа-ландшафтоведа при проектировании ПТК за- ключается в оценке степени благоприятности условий, сущест- вующих в какой-либо местности, для предполагаемого строи- тельства. При этом они рассматривают оценку как особый вид деятельности исследователя. Несомненно, это только часть задачи, но часть очень (важная. ЛаИдшафтовед должен определить, что хорошо и что плохо, на- сколько хорошо и насколько плохо для строительства. Но раз мы участвуем в строительстве комплекса, в котором проекти- руется и техника и участок природы, то мы должны и преиму- щества и опасности оценить для обеих сторон. Они будут навер- няка неравны и часто противоположны. Каждая из них носит комплексный характер и состоит из частных оценок благоприят- ности отдельных элементов природы и технического сооружения по отношению друг к другу. Здесь как раз нужно применять балльные оценки, о которых говорилось в главе 4. 253
Рис. 62. Схема процесса получения оценок при проектировании при- родно-технической системы (по Куницыну и др., 1969). I — природовед (лаидшафтовед и др); 2 — инженер; 3: а — экономист, б — социолог, в — экоиомико-географ и др.; 4 — компетентный (коллективный) орган, принимающий решение; 5 — взаимодействие; 6 —пути получения преимущественно новых знаний; 7 — пути передачи преимущественно готовых знаний Очевидно, нужно все время сравнивать два комплексных балла и искать из нескольких вариантов оптимальное решение. При этом надо принимать во внимание возможность выбора для сооружения другого места или изменения его конструкции и оп- ределять сравнительную ценность проектируемого сооружения и затрагиваемой им природы, ни в коем случае не упуская из виду ее общепланетарное экологическое значение. Сама методика предполагает тесное сотрудничество ланд- шафтоведа со специалистами технических профессий. Но вот что важно: выбор, оценка основаны в значительной мере на прогнозах, а в прогнозах ландшафтоведы имеют несомненное преимущество перед инженерами. Эту сторону дела ландшафто- вед должен прочно держать в своих руках. Я воспроизвожу здесь схему из статьи Куницына и других (1969, стр. 41), пока- зывающую, как и на каких этапах мыслится участие ландшаф- товеда в оценочных работах при проектировании ПТК (рис. 62). Составление (проекта крупного предприятия или нового горо- да требует посылки экспедиционных отрядов во все намеченные по предварительным данным пункты строительства для выбора наилучшего варианта. Отряды должны выполнить ряд предва- рительных работ. К ним прежде всего относятся работы по рай- онированию и по вычислению балансов. Срок работы отрядов — минимум 3 года. Это наименьший срок, в который можно рас-
считывать застать годы с разной погодой. Если этого не сделать, может сложиться совершенно ложное представление о ландшаф- те и его пригодности для строительства. Западносибирская экс- педиция Института географии АН СССР для определения воз- можности постройки Салехардской гидроэлектростанции рабо- тала 6 лет. Затраченное время полностью окупилосыправильным решением. Постройка завода, электростанции или города в не- подходящем месте на многие десятилетия снизит рентабельность сооружений технического комплекса н может нанести громад- ный вред природе большого района. Работы по районированию в принципе не отличаются от рай- онирования естественного ландшафта. Для проектирования ПТК они должны отразить существующее состояние местности. Такой тип районирования я называю пр ирод н о-х оз я йствени ы м. Это типологическое районирование, которое отражает вместе с природными факторами также данные об использовании терри- тории человеком: различные сельскохозяйственные и лесные угодья, поля севооборота, населенные пункты, тип хозяйства, качество обработки. Желательно естественные классификацион- ные признаки применять на высших ступенях районирования, агротехнические и экономические — на низших. Можно на осно- ве районирования по естественным принципам, синтезируя их, выполнить карту качественной оценки земель, а уже на нее на- нести районирование по хозяйственным признакам. В случае если нагрузка получается чрезмерной, можно на одной карте ограничиться природными признаками, а на второй, выполнен- ной на восковке, — хозяйственными. При наложении второй кар- ты на первую ясно видно, какие угодья приходятся на земли, подходящие им по крутизне, влажности почв, затенению и т. д., какие на неподходящие, способствующие эрозии, выдуванию, вымоканию и т. д. (Арманд Д. Л., 1958, стр. 69). После карти- рования производится учет тех изменений, которые могут про- изойти на местности в случае создания здесь предполагаемой технической системы. Затем выполняется двусторонняя оценка в баллах или в рублях преимуществ данного варианта. Когда вариант выбран, ландшафтовед приступает к проекти- рованию своей части ПТК. Под «своей» частью я подразумеваю ту часть проекта, в которой он наиболее компетентен. Но даже ее он должен выполнять совместно со специалистами, в зависи- мости от характера проекта — с агрономом, лесоводом, гидро- техником, мелиоратором или специалистом по ландшафтной ар- хитектуре. Преимущественно эта часть проекта составляется на ближайшие окрестности строительства или на зону его влияния. Другая подготовительная работа — составление балансов. Балансы ввиду краткости времени для наблюдений можно со- ставлять с меньшей точностью, чем при работе на стационаре. Для того чтобы определить условия, которые возникнут в ланд- шафте после трансформаций, вызванных строительством, нужно 255
знать начальные условия, т. е. балансы радиации, тепла, воды, твердого стока, 'биомассы и т. д., до изменений. Изменение ба- ланса почвенной влаги может произойти, например, в резуль- тате подтопления, вызванного -созданием нового 'водохранилища. Важно знать, где количество воды позволит произрастать де- ревьям, а где они обречены на вымирание. Как изменится при- рост биомассы в результате поступления теплых вод от электро- станций, а с другой стороны, насколько он уменьшится вслед- ствие задымления атмосферы? Как быстро твердый сток, поступающий с полей, будет заиливать водохранилище? Доста- точно ли количества воды в реке для разбавления вредных выбросов с завода или стоков из города и не будет ли происхо- дить отравление рыбы и скота в периоды межени? На эти и десятки других аналогичных вопросов желательно иметь хотя бы прикидки. В планетарном масштабе важно следить за балансами кис- лорода и углекислого газа. Первый из них отрицателен, вто- рой —положителен. Непрестанное вовлечение в реакцию горе- ния кислорода со временем может стать угрожающим для человека и животных, но до этого еще далеко («Человек, обще- ство...», 1973, стр. 198). Содержание углекислого газа в атмо- сфере увеличилось за столетие на 10% (Сингер, 1972, стр. 162). Последствия этого для климата еще не ясны, но во всяком слу- чае дальнейшее нарастание будет иметь серьезные последствия. Можно предвидеть, что каждой стране будет дана квота на вы- брос углекислого газа и на поглощение его .растительностью. Тогда, возможно, и при проектировании ПТК придется считать- ся с количеством выделяемого СОг при горении, с одной сто- роны, и с площадью сохраняемых лесов и других угодий — с другой. X. Мойзель в предисловии к книге Л. Бауэра и X. Вай- ничке (1971, стр. 6) справедливо отмечает: «Предпосылкой для проведения правильных и достаточных мероприятий по охране природы является глубокое понимание общих вопросов природ- ного баланса». Э. Нееф (1969, стр. 126) видит в балансе вещества крае- угольный камень экологического подхода. Он называет процесс обмена между техникой и ландшафтом удачным термином «тех- нический метаболизм». Э. Нееф дает формулу для расчета рен- табельности проектируемого ПТК (там же, стр. 131 —133) па примере горнорудного предприятия. Он обозначает через Т рас- ходы на его подготовку и сооружение, U — эксплуатационные расходы на все время эксплуатации месторождения, F — затра- ты на сооружение жилого фонда, D — потери природы и хозяй- ства окрестных жителей, которые предприятие должно ком^ен сировать, N— прибыль и Р— ценность всего запаса полезных ископаемых (потенциал месторождения). Тогда: P=T^U4-F+D^N (8.1) 256
или, приравнивая осе расходы: Т-\-U-\-F ==А, получаем: р=а+г>+а7 (8 2; Так как Р задано самой природой, а А — определ?)ется тех_ нической необходимостью, то D и N зависят друг от друга Ины- ми словами, чем больше убытка предприятие наносит .ПрирОде> тем меньше оно получает прибыли. Конечно, это только в том’ случае, если предприятие действительно компенсирует нанесен- ный вред, что Э. Нееф считает само собой разумеющихся Если написать уравнение (8.2) в виде P—A = D-\-N, то очевидно, что может оказаться D>P—А и тогда у е побочный вред природе может быть так 'велик, что 'предприятие принесет не прибыль, а убыток. Если предприятие не компенси- рует полностью ущерба, но как оно само, так и приро^ные ogb. екты принадлежат государству, то убыток перекладьцается на плечи последнего, предприятие оказывается убыточны^ с госу- дарственной точки зрения, хотя и приносит кажущуюся прибыль Э. Нееф указывает, что обычная ошибка заключается в том’ что учитывается только ближайший и непосредствен^^ Вред’ наносимый предприятием окружающей местности, в го время’ как косвенные его последствия простираются гораздо п пространстве и времени. 4 ЬШ Конечно, с ландшафтно-экологической точки зрени^ дел0 не только в компенсации, а в сведении к минимуму ущерда п0 су- ществу. Для этого и должны производиться сравнительная оцен- ка (в количественном выражении) и выбор наилучш1;Г0 вари- анта. А. А. Минц (1971, стр. 28) предлагает следующий подход к проектированию НТК- На район, подлежащий преобр)зованию составляется матрица, где по строкам выписываются все име.’ ющиесявнем угодья, а по столбцам — все возможны( Путп нх преобразования: усиление существующей эксплуать1ии или трансформация в другой вид угодья. Примерный вид ^ков мат- рицы изображен на таблице 8.1. В клетках простав^стся вы. годность того или иного мероприятия, в том числе встройки технических систем. Если вся площадь подлежит трансформа- ции в какое-либо одно угодье, то можно подсчитать cjMMV &ал. лов по столбцам и принять то мероприятие, которое ^Ст боль- ший суммарный балл. При дифференцированном подходе к угодьям в|11^ирается наибольший балл из каждой строки и принимается (ешение 0 трансформации угодья или об оставлении его в прежни состоя- нии. 257 Q Зяк 2825
При вынесении решения надо принять во внимание ряд со- ображений, например взаимную координацию новых угодий. Очень важно учесть здоровье населения: каково оно будет при новой организации территории. Самочувствие людей всегда слу- жит обратной связью на предполагаемые изменения. Если оно в результате изменений ухудшилось, значит, при проектирова- нии были допущены ошибки (Лебедев и др., 1972, стр. 39). Небесполезно учитывать и то, что по этому поводу пишет Б. Г. Юдин (1969, стр. 198). Этот автор разделяет все органи- зации на формальные и неформальные. К первым он относит целенаправленные комплексы, создаваемые человеком, .ко вто- рым ~ природу. В неформальных комплексах царит саморегу- лирование, отбор наиболее приспособленных. Чрезвычайно важ- но среди формальных организаций предусмотреть участие неформальных. Ибо «решения, принимаемые и проводимые в жизнь руководством формальной организации, без учета нефор- мальных отношений, зачастую оказываются неэффективными, если они вызывают или усиливают конфликты между фор- мальными и неформальными организациями». Это как нельзя лучше подходит к отношениям между промышленностью и сель- ским хозяйством, с одной стороны, и природой — с другой. § 8.3. СЕЛЬСКИЙ ЛАНДШАФТ Преобразовывать природу приходится не только при создании крупных производственных комплексов и городов, но и независимо от них: преобразовывать нормальное сельское хо- зяйство, горы, пустыни и тундры. Надобность в этом возникает потому, что требования людей к производительности земли не- 258
прерывно возрастают, люди стремятся повышать продуктивность ранее освоенных земель и продолжают осваивать бесплодные территории и акватории. Назревает задача тотального переустройства ландшафта. Маяковский сказал, что «для веселия планета наша мало обо- рудована». Мириться с этим нельзя. К реорганизации ландшаф- та нужно приступать планово и обдуманно, начиная с наиболее населенных и обжитых местностей. Если не провести эту работу быстро и организованно, то стихийное преобразование, которое часто оборачивается разорением и опустыниванием, обгонит пре- вращение естественного ландшафта в культурный и тогда пре- образовывать его будет во много раз труднее. Организация территории сельских ландшафтов должна исхо- дить из следующей стратегической установки. На Земле не должно быть неиспользуемых территорий. Всякий клочок дол- жен быть употреблен или для труда, или для отдыха, или для науки. Со временем люди проведут орошение в пустынях, по- строят крытые города в Антарктиде, выроют удобные жилые пещеры в высоких горах. Но пока на Земле много неудобных для жизни мест. Если взять ту площадь, которая уже сейчас может быть освоена, то ее надо разделить на 3 части в соответ- ствии с тремя видами употребления. Большую часть, примерно 90%, нужно отвести для производственных нужд человека, включая сельское хозяйство и эксплуатируемые леса. Примерно 9%, т. е. 90% остатка, надо использовать для рекреаций и соз- дать в них обстановку, до некоторой степени приближающуюся к естественной. И наконец, около 1 % надо оставить под запо- ведники, куда вход будет открыт только для ученых, которым будет поручено заботиться о сохранении всех видов животных и растений и экологическом равновесии ландшафтной сферы в целом. Приведенные цифры передают только порядок величин, но, мне кажется, они соответствуют соотношению рабочего и рекреационного времени горожан. Исходя из населения земного шара в 4 млрд, и предполагая, что 1/2 его живет в деревне, а из остальных ]/2 захочет воспользоваться выездом на природу в качестве отдыха, и учитывая, что выезжающие за город рас- полагают для этого */з года (отпуска и выходные дни), получаем при отводе под рекреации 9% суши в среднем около 20 чел/кв. 1км, что допустимо и в то же время не слишком много так как отдыхающие будут распространяться по территории не- равномерно. В ГДР Институт краеведения и охраны природы наметил к выделению под рекреации 14% территории республи- ки (Бауэр и Вайничке, 1971, стр. 230). По мере того как будут осваиваться пустынные территории, необходимо на них также оставлять рекреационные и заповед- ные площади. В настоящее время идет бурное обживание шель- фов. Пока материки еще не окружены кольцом морских про- мыслов, необходимо выделить и на них недоступные для про- 9* 259
мышленности участки под рекреации. Морские заповедники в странах Западной Европы и в США уже имеются. Близкие к .изложенным идеи об организации территории пла- неты уже высказывались в ведущих работах по экологии (Дорст, 1968, стр. 398—400; Дювиньо и Танг, 1968, стр. 234— 238). Итак, не говоря о «•нейтрализации» городов, т. е. максималь- ном насыщении их светом, воздухом, водой и зеленью, что вы- ходит за рамки настоящей работы, проблема сельских 'местно- стей сводится к организации производственной зоны, рекреаци- онной зоны—’назовем ее природными парками — и заповедни- ков. Производственная зона, занимающая подавляющую часть территории, определяет благосостояние населения, от нее в пер- вую очередь зависит тонус жизни планеты и ее внешний габитус. Следовательно, ее же должна обслуживать основная часть ланд- шафтоведов. Целенаправленное районирование, кадастр земель- ных угодий, разработка проектов преобразования природы — все это или исключительно их области, или области, в которых они должны принимать первоочередное участие. При составлении проектов не следует бояться коренного пре- образования природы. Половинчатость невыгодна и некрасива. Если человек нарушил естественную прелесть природы, то он должен заменить ее красотой и прочностью изделий своих рук. Такие изменения, как постройка ирригационных систем, терра- сирование, создание сети лесных полос, помимо того что сильно повышают рентабельность сельского хозяйства, могут иметь и более отдаленные последствия. Они позволяют вводить в куль- туру новые растения, в изменившихся условиях легко образу- ются новые сорта. Желательно, чтобы дальнейший рост валовой продукции сельского хозяйства происходил в большей степени за счет ро- ста урожайности, чем за счет увеличения площади пашни. Продуктивность культурных растений ниже, чем диких. Ког- да участок луга заменяется пашней, доля биомассы, приходя- щейся на человека, увеличивается, но общая биологическая — уменьшается. Это объясняется тем, что хотя культурное расте- ние лучше использует падающий на него солнечный луч, чем дикое, но сообщество культурных растений не имеет такой мно- гоярусной структуры, как естественный травостой, и потому улавливает меньшую долю лучей, больше пропускает их на поч- ву (Грин и др., 1970). Некоторые народы, еще практикующие ручное земледелие, преодолевают этот недостаток комбиниро- ванным посевом нескольких культур. Очевидно, этот прием сыграет большую роль в повышении урожайности, когда будет найден способ их раздельной механизированной уборки. В настоящее время найдены способы биологического регу- лирования видов помимо опасных форм химизации. В животно- 260
водстве достигнуто поразительное увеличение продуктивности скота: молочности коров, настрига овец, яйценоскости кур. Еще больше питательных веществ, чем с луга или с поля, можно по- лучить посредством разведения рыбы в пресных водоемах. Хо- рошие возможности сулит морская аквикультура, которая раз- рабатывается главным образом японцами (Беляев, 1973). Рентабельность сельского хозяйства имеет обратную сторону. Оно может давать очень большие урожаи, но при этом погло- щает непомерно много горючего. На Западе впервые ощутили это во время энергетического кризиса, начавшегося в 1973 г. Пока нефть была дешева, фермеры не замечали, что к возобно- вимым ресурсам питания они добавляют невозобновимые ресур- сы горючих ископаемых, которые в большом количестве рас- ходуются на работу транспортных и сельскохозяйственных ма- шин. Современное сельское хозяйство живет на субсидиях, полу- чаемых из прежних геологических эпох (Вудвелл, 1972, стр. 53)* Рано или поздно придется научиться или новым способам по- лучать энергию, или изобрести способ более экономного добы- вания пищи путем биосинтеза. Но пока что мы должны ориентироваться на методы суще- ствующего сельского хозяйства и всемерно повышать его про- дуктивность. Чем в этом отношении может помочь организация территории и преобразование природы, хорошо освещается в ряде руководств, вышедших в ГДР. По-немецки эта отрасль ра- ционального природопользования называется емким словом Landschaftsgestaltung. Его можно перевести точнее всего как «обустройство ландшафта». Термин «обустройство» до сих пор применялся у нас преимущественно в области речного транспорта. Термин L a n dsch af t s p f 1 e ge — уход за ланд- шафтом— более узкий, он подразумевает уход без создания но- вого, хотя на практике часто оба термина употребляются в оди- наковом смысле. Главные мероприятия при «обустройстве» на этапе перехода от частного к социалистическому сельскому хозяйству, согласно Э. Бохнигу (Bochnig, 1962, стр. 16—17), должны заключать- ся, после коллективизации и механизации, в «отвечающем мест- ным условиям разделении больших полей и пастбищ согласно естественным и экономическим данным» и «'продлении полей с помощью освоения новых земель или же трансформации непа- хотопригодных пространств в другие угодья, экономически бо- лее выгодные». При этом следует считаться с эрозионной опас- ностью и угрозой климатически неблагоприятных условий. Та- ким образом, можно видеть, что он пропагандирует гибкие фор- мы землеустройства, ограниченного размера поля, вписываю- щиеся в неровности рельефа, и отказ от распашки в случае опасности эрозии. Об опасности нарезки больших полей в рас- члененном рельефе из-за эрозии, а на обширных равнинах — 261
из-за дефляции говорит также А. Круммсдорф (Krumms- d о г f, 1965, стр. 20—21, 79—80). Об этих (принципах часто за- бывают наши землеустроители, стремящиеся нарезать землю громадными прямоугольными массивами, не считаясь с релье- фом, что наносит природе и самому сельскому хозяйству боль- шой ущерб. Можно надеяться, что ландшафтоведы, приняв уча- стие в работах по организации территории, внесут в это дело правильное понимание задач природопользования. Следует заметить, что контурная вспашка с чередованием культур на разных террасах, равно как и мелкая нарезка по- лей, разделенных лесными или травяными полосами, является лучшим средством не только против эрозии, но и против вреди- телей, так же как и введение севооборотов вместо монокультур. Важно, чтоб паразиты не находили себе пищи на соседних по- лях и чтобы следующая генерация попадала в условия другой, несъедобной для нее культуры. Бескрайние однородные поля и повторение культур в следующем году способствуют вспышкам популяций вредителей, с которыми потом не справиться ника- кими инсектицидами. Хорошие результаты дает также своевре- менная и технически правильная обработка земли (Павлов, 1969, стр. 90—94). Коренные преобразования природы должны быть экономи- чески оправданы. Человек может поднимать воду на горы п оро- шать горные склоны, он может приостановить эрозию путем по- стройки террас, он может защитить посевы от ветра с помощью кулис, наконец, он может имитировать лучший климат, выращи- вая растения в парниках или оранжереях гораздо севернее гра- ницы их естественного распространения. Но каждый раз, когда мы гладим природу против шерсти, нам приходится затрачивать много труда и средств на преодоление неблагоприятных усло- вий. Это благородная работа, но всегда надо задаваться вопро- сом: оправдана ли она экономически? Если мы собираемся тер- расировать склон, чтобы сажать на нем картошку, то надо под- считать, не выгоднее ли использовать террасы под более цен- ную культуру или, не террасируя, посеять на склоне траву, что- бы получить высокий укос? Иными словами: не выгоднее ли погладить природу по шерсти? Немецкие специалисты по обу- стпойству ландшафта утверждают, что, чем тщательнее мы бу- дем изыскивать пути преобразования природы, подходящие к каждому варианту ландшафта, тем более культурное хозяйство мы получим. Приспособление к ландшафту возможно только при много- отраслевом хозяйстве. При возделывании какой-либо одной культуры или хотя бы одного севооборота будет «работать» не вся территория. Участки, не приспособленные к избранной куль- туре, будут давать малый урожай, хотя бы их обрабатывали теми же приемами, как и остальные массивы. Критерием сход- ства условий обычно служат сходные почвы. Как только харак- 262
тер почв меняется, должен изменяться состав культур или по крайней мере приемы земледелия. Э. Бохниг пишет, что современные сельскохозяйственные предприятия в противоположность прежним землевладельцам при размещении угодий не ставят перед собой эстетических це- лей. Они преследуют только утилитарные задачи географически и биологически правильного размещения культурных растений (Bochnig, 1962, стр. 13—14). Это, конечно, так, и это можно понять. Но это пренебрежение эстетикой временное. Когда бу- дут удовлетворены насущные нужды и общий культурный уро- вень поднимется, появится и потребность в красоте, которая будет постепенно распространяться от собственного палисадни- ка на все владения колхоза. И я думаю, что ландшафтоведы сумеют внести свой вклад в эту добрую тенденцию. Тем более что для этого надо будет очень немногое добавить к их проек- там, ведь рациональное обычно красиво само по себе. Недаром даже на заводах работают теперь специалисты по промышлен- ной эстетике, добиваясь придания красивой формы таким про- заическим вещам, как станки и подъемные краны. В статье Г. Хаазе (Haase, 1967, стр. 672—673) рекомен- дуется трехступенный подход к проблеме: 1) широкое научное картирование по всем признакам, полезным для сельского хо- зяйства, без точной специализации; 2) превращение научных представлений в доступную для агрономов форму; 3) выбор территорий, экономически и технически оправдывающих прове- дение определенных мероприятий. После обсуждения принципиальных вопросов в немецких ра- ботах по организации ландшафта следуют практические указа- ния по размещению и нарезке полей, организации контурной пахоты, укреплению склонов, залужению оврагов и балок, тер- расированию и т. д. Приводятся карты и фотографии хозяйств до реорганизации и после (см. например, Bochnig, 1962, стр. 154—157; Joachim и. а., 1961, стр. 49). В ГДР большое внимание уделяется разведению саженых ле- сов и F1 и г h о 1 z а п b а и — полевому лесоразведению. Под по- следним подразумевается мероприятие, соединяющее в себе и защитное лесоразведение, и промышленное использование не- удобей, и эстетическое оформление ландшафта. Лесом засажи- ваются все неиспользуемые пространства: даже небольшой ко- согор, который можно бы распахать, но с угрозой получить смыв почв, склон балки, выход песков или камней, границы по- лей, угодий или владений, полосу отчуждения каждой самой ма- лой полевой дороги. В сумме в каждом хозяйстве набирается немало леса, который можно эксплуатировать. Поэтому сажают почти исключительно фруктовые деревья и быстрорастущие то- поля, которых в употреблении находятся десятки видов-—для каждой почвы свой. Тополя сажают в разные сроки, чтобы вы- рубка не оставляла участок ландшафта голым. Также сажают 263
Отдаи& ' Рис. 63. Водохозяйственный баланс ГДР в засушливый год. Прогноз на 1982 г. (по Бауэру и ВаПнпчке, 1971. стр. 134) и леса—.правильными делянками, разделив возраст поспевания на три срока, и вырубают каждую делянку по созревании, тот- час засаживая опять (Бауэр и Вайничке, 1971; Joachim и др., 1961). Уделяется внимание и водным проблемам. Немцы поступили благоразумно, составив водохозяйственный (баланс. Он отлича- ется от водного тем, что в нем учтены все хозяйственные потреб- ности в воде, а также сброс промышленных, сельскохозяйствен- ных и (коммунальных стоков. После составления такого баланса становится яснее, где и для чего не хватает воды, какие отрасли хозяйства и группы населения получают грязную воду и, сле- довательно, какие мероприятия по преобразованию водных си- стем надо проводить в первую очередь. Обобщенная схема вод- ного баланса изображена на рис. 63. Мне также приходилось заниматься преобразованием ланд- шафта в сотрудничестве с агрономом, почвоведом, геоморфоло- гом и экономико-географом. Результатом явились проекты орга- низации территории целого ряда колхозов. Основные их идеи очень близки к тем, которые значительно позже высказывались специалистами ГДР: нарезка полей в соответствии с рельефом и почвами, введение различных севооборотов, в том числе почво- 264
защитных, поглощение стока и предотвращение эрозии путем указания обязательного направления пахоты и создания густой сети защитных лесных насаждений. Работы производились в два этапа: природно-хозяйственное районирование и проект органи- зации территории (рис. 64 и 65) (Антропов и Арманд, 1956, стр. 268). Ряд полезных советов по съемке карт природно-хозяйствен- ного районирования, называемых автором «прикладными», дан в книге Ф. Н. Милькова (1966, стр. 172—174, 178—196). Одна- ко к его положению о том, что прикладным работам обязатель- но должно предшествовать выполнение «общегеографического» районирования, я отношусь скептически. Я назвал выше «расхищенными» ландшафты, окружающие горнопромышленные предприятия или остающиеся на их -месте после окончания выработки. Понятно, что при возрастающей ценности земли дальнейшее их увеличение более нетерпимо. К этому выводу пришли даже некоторые капиталистические государства, которые в последние годы предпринимают попыт- ки уменьшния нарушения территорий. Мало того, все прежде нарушенные территории должны быть рекультивированы. Ре- культивация их исключительно трудное дело, если она не была предусмотрена перед началом разработки месторождения. Но она протекает сравнительно легко, если заранее включается в технологическую карту горных работ и предусматривает мага- зинирование почвы, снятой с места карьера, равномерную от- сыпку пустой породы и другие меры, обеспечивающие восстанов- ление плодородия. В СССР имеется довольно значительная литература по ре- культивации. Обзор ее напечатан Всесоюзным институтом науч- но-технической информации по сельскому хозяйству (Моторина и Забелина, 1968). О том, что может сделать ландшафтовед, чтобы помочь успеху рекультивации, говорится в статье Ф. Н. Милькова (1972) и ряде других, опубликованных в сбор- нике «Вопросы антропогенного ландшафтаведения». Ф. Н. Миль- ков дает классификацию карьерно-отвального типа ландшафта, подразделяя его на: 1) обнаженный, 2) терриконы, 3) пустоши, 4) озерно-холмистый обнаженно-пустошный, 5) каменоломенный бедленд, 6) гидроотвалы. После рекультивации все отвалы и карьеры могут быть превращены в культурные местности одно- го из следующих типов: пастбищного, лесного, полевого или озерно-паркового. Ф. Н. Милыков кратко касается также других типов нарушенных ландшафтов: торфяно-болотного и промыш- ленно-шахтного. Хотя основные усилия рекультиваторов направ- лены на исправление территорий, нарушенных открытыми вы- работками, однако и шахтная добыча пагубно влияет на по- верхность: на ней образуются провалы и воронки, а около шахт вырастают терриконы, часто угрожающие самовозгоранием или образованием селевых -потоков. 265
Рис. 64. План природно-хозяйственного районирования колхоза. !—I категория пахотопрнгодиости; 2 — II категория; 3 III категория, 4 — пезабо- лоченные участки поймы; 5 — склоны лощин, балок; 6 запущенные сады илн кустар- ники; 7 — заболоченные участки поймы; В — населенные пункты; 9 границы полей. Ю границы колхоза
Каковы бы ни были площади, занимаемые или занимавшиеся промыш- ленным, транспортным или гражданским строи- тельством, они всегда дол- жны быть резко ограни- чены и отделены от окру- жающих сельских местно- стей. Хорошей границей между промышленными и сельскими районами слу- жат полосы лесных на- саждений. Они в значи- тельной степени задержи- вают пыль и дым, погло- щают шум и этим улучша- ют санитарные условия жизни пригородов. С дру- гой стороны, они защища- ют города от наносов пес- ка и снега. Такие защит- ные зоны в виде так назы- ваемых «зеленых колец» создаются вокруг многих городов Советского Союза и остается только поже- лать, чтобы эта практика проводилась более по- следовательно. Одновре- менно «зеленые кольца» служат местом отдыха для населения городов. Завод так завод, а де- ревня так деревня. Завод должен быть оборудован всеми необходимыми средствами для огражде- ния от засорения внешней среды, а деревня должна иметь грамотно и добро- совестно обработанные по- ля, защищенные, где на- до, лесными полосами, облесенные овраги и бал- ки с искусственными во- доемами, укрепленные бе- рега рек и культурные на- селенные пункты.
Р н с. 65. Проект организации территории колхоза. Севообороты: I — полевой; 2 — кормовой; 3 — прифермский; 4 — лугово-овощной на пойме; г>— с<енокосы; 6 — пастбища; 7 —сады; 8 — леса существующие; 9—проектируемые; 10 — лесные пюлосы; II —римские цифры — номера полей, индексы — иомера бригадных участков: п — ло- жевой, к — кормовой, с — луго-овощной, ф — прифермские севообороты; внизу — площадь поля в гектарах; 12 — направление пахоты; 13 — животноводческие фермы; 14 — граница землсполь- Евования колхоза. Жирные черные линии — населенные пункты, рядом — приусадебные участки. Проект выполнен иа основе с горизонталями
В СССР на девятую пятилетку были выделе- ны большие суммы на ну- жды охраны и восстанов- ления природных ресур- сов. С 1975 г. они вносят- ся особым разделом в го- сударственный бюджет. Таким образом, изложен- ные выше принципы сов- падают с усилиями Совет- ского государства, на- травленными на коренное улучшение ландшафта и поднятие его продуктив- ности. Нужда во втором виде использования террито- рии— природных парках стала уже насущной. Тем более основания у науки заняться этой проблемой. Л. Ф. Куницын и дру- гие (1969, стр. 45) относят парни к ПТК, отмечая в то же время особую слож- ность их характеристики, заключающуюся в том, что здесь речь идет о вза- имосвязи не двух комп- лексов: природы и техни- ческого сооружения, а трех. Третьим, промежу- точным, комплексом яв- ляются люди, привнося- щие во взаимоотношение элементов системы пси- хологический фактор, тру- дно поддающийся уче- ту. Толчком к постановке вопроса о природных пар- ках послужило стихийное развитие туризма в по- следнее десятилетие, уг- рожающее вытаптывани- ем, вырубанием и загряз- нением целого ряда ланд-
шафтов. Туристы, как правило, стремятся в наименее затро- нутые человеческой деятельностью, наиболее привлекательные в пейзажном отношении местности и нередко оставляют после себя опустошенные, грязные площади, лишенные всякой привле- кательности для следующих групп. Развитие туризма в СССР объясняют ростом материального благосостояния населения, увеличением свободного времени, улучшением транспортных средств. К этому надо добавить утом- ление людей от городской жизни, от шума, тесноты, загрязнен- ного воздуха городов, от избытка информации и пестроты впе- чатлений. Естественно стремление людей в конце недели или в отпуск уйти из города, вобрать в себя свежий воздух и красоту природы. Туризм — это необходимая операция для восстановле- ния сил. Поэтому не может быть речи о ее пресечении или тор- можении. Но необходимо ее окультурить, ввести в рамки раци- онального природопользования. Возникла мысль закрепить за туристами и отдыхающими лучшие участки относительно неиспорченного ландшафта, обе- спечив их всем необходимым для отдыха на природе и в то же время подчинив их определенным правилам поведения, обеспе- чивающим ее неприкосновенность. Парки предполагается созда- вать малые в непосредственной близости от городов в форме зеленых зон — для отдыха выходного дня и все более крупные— по мере удаления от них — для пребывания в течение месяца и более. В них должны быть созданы зоны тишины для пожилых людей и любителей спокойного отдыха, зоны для детей и шум- ные зоны для почитаемого частью молодежи отдыха с транзи- сторами и магнитофонами. Только в последнюю зону могут до- пускаться автомобили, мотоциклы и моторные лодки. Каждый парк должен быть снабжен турбазой, столовой, про- дуктовым магазином, прокатным пунктом туристского снаряже- ния п санитарным пунктом, построенными по возможности в за- крытых местах, ненавязчиво и гармонирующих с природой. Кроме того, на маршрутах должны быть предусмотрены места для биваков, для купания, для костров с запасами топлива, уборные, ящики для мусора. Парки должны обслуживаться мед- персоналом, пожарной охраной, уборщиками, лесниками и егерями. Туристские группы, не имеющие стоек и колышков для палаток, а также шанцевых лопаток для закапывания отбросов, и, наоборот, имеющие топоры, пилы и оружие, не должны до- пускаться в парки. У входов в большие парки (тысячи и десятки тысяч гектаров) должны быть построены небольшие музеи для демонстрации природных и исторических ценностей парка, на которые туристам предлагается обратить внимание и которые их просят беречь. Парки должны работать на основе самоокупаемости, и по- тому за посещение их должна взиматься скромная плата. Тури- сты должны иметь туристическую книжку, которую всякий СОТ- 270
рудник парка может потребовать и отобрать в случае наруше- ния правил. В хорошо освоенных странах можно отводить под парки даже населенные местности, особенно сохранившие националь- ный или местный колорит. В таких парках может допускаться ограниченная эксплуатация природных ресурсов: выборочная рубка, косьба, рыбная ловля и т. и. Усилия должны быть при- ложены для установления дружественных отношений туристов с местным населением. Всякое строительство может осуществ- ляться только с разрешения совета парка, который должен вы- бираться из компетентных лиц и местных жителей. Возможно преобразование природы и украшение парка там, где в этом есть необходимость: например, лесопосадки в безлесных местно- стях, введение декоративных пород деревьев, создание искусст- венных водоемов, насыпка пляжей, прокладка дорог и троп в особенно живописных местах во избежание беспорядочного вы- таптывания дерновины. Природные парки должны попутно выполнять еще одну, не менее важную функцию: служить убежищем и местом размно- жения дикой фауны. Заповедников, ввиду их редкой сети п ма- лой площади, явно для этой цели недостаточно. Парки будут служить вспомогательной площадью для животных, пе столь спокойной, но зато гораздо более обширной. Главная часть жи- вотных, безусловно, будет сосредоточиваться в зонах тишины. Охота должна быть, безусловно, запрещена, что не исключает организованного отстрела или отлова чересчур размноживших- ся популяций по нормам, указываемым биологами. Отстрел дол- жен производиться не охотниками по лицензиям, а специали- стами-егерями, знающими, какого пола и возраста животные подлежат изъятию. Охота как развлечение, позорящее человека, пе должна поощряться. Быть может, некоторым покажется скучным такой туризм, при котором нельзя ни рубить, ни стрелять, ни вырезать иници- алы на деревьях, ни разбрасывать по лесу газеты, бутылки и яичную скорлупу; ну что же делать, привыкли же люди, что всего этого нельзя делать в музеях или в метро. Теперь пена ру- шенная природа становится редкостью, люди издалека прихо- дят полюбоваться на нее, приходится се беречь, приходится ог- раничивать себя и привыкать к правилам культурного поведения даже в природе, даже наедине с собой. С природными парками на долю ландшафтов ед о в выпадает большая работа. Прежде всего подыскание подходящих для них мест. При обследовании ряда ландшафтов надо выяснить их достоинства для разных видов отдыха стационарного и подвиж- ного, существующие или возможные коммуникации, потребность отдельных местностей в преобразовании природы, размещение внутренних дорог и туристских троп и т. д. Затем участие в обо- рудовании музеев, могущих внушить туристам любовь п ува- 271
жение к ценностям парков. Наконец, участие ib советах парков, регулирование и надзор за пейзажным благополучием терри- тории. Р и с. 66. «Поляризованная биосфера» на равнине (по Родоману, 1973, стр. 16—17). I — городские историко-архитектурные заповед- ники; 2 — общественное обслуживание и утилитар- ные пути сообщения; 3 — постоянные жилища и промышленность; 4 —сельское хозяйство высокой и средней интенсивности; 5 — естественные пастби- ща. лесная промышленность, рекреационные пар- ки; 6 — природные заповедники; 7 — турбазы и ту- ристские дороги Ландшафтоведы уже думают над размещени- ем природных парков. Например, на схеме Б. Б. Родомана (рис. 66) объе- диняются рекреационные парки с сельским и лес- ным хозяйством малой интенсивности, причем они сливаются в непре- рывную сеть между горо- дами. Такая -сеть имеет преимущество для мигра- ции фауны, но на прак- тике трудно осуществи- ма. Последний вид исполь- зования территории — за- поведники. Он занимает минимальную площадь, но имеет, -может быть, не меньшее значение, чем два других. При бесчис- ленных ошибках в обра- щении с природой, кото- рые совершало и которые еще будет совершать че- ловечество, нам весьма важно знать, с чего мы на- чинали, чтобы корректи- ровать линию своего пове- дения путем «обратного визирования». Нам нужно обеспечить целостность всех видов естественных ландшафтов, которые мо- гут послужить образцами при строительстве искус- ственных, нам нужно со- хранить естественные гео- системы, чтобы понимать закономерности их суще- ствования, воспроизводимые нами в ПТК и сельских местно- стях, нам нужно знать нормы геохимического обмена веществ, которые нужно применить в культурном ландшафте. Наконец, 272
нам нужно иметь в своем распоряжении генофонд растений и животных, из которого еще можно получить неисчерпае- мое разнообразие культурных, питающих нас или используе- мых в промышленности видов и по условиям жизни ко- торых в ландшафте можно судить о тех нормальных условиях среды, которые им нужно обеспечить, чтобы они не снижали своей продуктивности. Людям угрожает опасность забыть, ка- кова она — девственная природа — между тем не мешает об этом помнить, хотя бы ради громадных творческих возможностей, которыми она обладает и которым может научить людей- Сколько цен- ного люди узнали с помощью биони- ки и сколько еще узнают, если будут беречь принадлежащее им сокро- вище. Е. Одум (1968, стр. 130) говорит об отношении человека к природе: «Человек живет лучше всего, когда он действует как часть природы. Это лучше, чем жить как особое сущест- во, которое стремится эксплуатиро- вать природу для своих непосред- ственных нужд или временных вы- год... Человек — зависимый гетеро- троф, поэтому оп должен научиться жить в мутуалистических отношени- ях с природой; в противном случае, подобно неразумному паразиту, он может начать так использовать своего хозяина, что рискует погубить самого себя». В организационном отношении необходимо освободить заповедни- ки от посещений туристов, что будет возможно только тогда, когда будет создана достаточно густая сеть природных парков. Необходимо за- поведники превратить в лаборато- Млрд. Рис. 67. Связь между увеличением численности насе- ления Земли и числом унич- тоженных видов животных (по Бауэру и Вайиичке, 1971, со ссылкой на Scheer’a, 1959) рпи, в которых природа не только охранялась бы, но и изуча- лась, в том числе и ландшафтоведами. Для экспериментов (от- нюдь не для интродукции экзотических видов) надо отводить небольшие участки заповедников, ограниченные изменения в природе которых пе нарушали бы общее их экологическое равно- весие. В заповедниках должна проводиться практика студентов- географов и биологов. На верхнем рис. 67 показана кривая демографического взры- ва населения Земли, на нижнем — сопоставленная с ним кривая уничтожения человеком видов животных. Как ни круто идет 273
первая кривая, вторая обгоняет ее. Эти кривые — настоящий об- винительный акт против человечества. Ведь нижняя кривая ра- стет с ужасающей быстротой по мере того, как человечество ста- новится не только многочисленнее, но и культурнее, образован- нее, умнее. Дело здесь не только в том, что человек, уничтожая один вид животных и растений за другим, обкрадывает самого себя п ведет дело к тому, чтобы остаться на Земле в блестящем одино- честве, что он лишает себя эстетического и нравственного удов- летворения от общения с чем-то подобными ему существами. Дело в том, что просто аморально уничтожать то, что не тобой создано, что сотворила поразительно изобретательная природа в бесчисленных попытках дойти до совершенства, до человека. Так неужели же человек, став царем природы, не позаботится о том, чтобы всем подданным его царства жилось по крайней мере сносно? Путь, достойный человека, состоит не в том, чтобы без конца «побеждать» природу, а в том, чтобы наладить с ней мирное сосуществование. Для этого он должен научиться потреблять во- зобновимых природных ресурсов не больше, чем он может вос- произвести, и выбрасывать отходов не больше, чем он может воз- вратить в полезный круговорот природы.
Литература Ленин В. И. Детская болезнь «левизны» в коммунизме,— Поли, собр. соч., т. 41. Ленин В. И. Философские тетради. — Поли. собр. соч., т. 29. Энгельс Ф. Анти-Дюринг. — К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20. Энгельс Ф. Диалектика природы. — К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20. Авцын А. П. Адаптация и экология человека. — Сб.: «Теория и мето- дика географических исследований экологии человека». М., 1974. Айвазян А. Д., Углов В. А. Математико-статистический способ разде- ления территории на части, однородные по геоботаническим признакам ра- стительного покрова. —• Сб.: «Мат-лы Моск, филиала Геогр. об-ва СССР. Физическая география». Вып. 5. М., 1970. Александрова В. Д. Классификация растительности. Л,, 1969, Александрова Т. Д. Опыт применения перфокарт с краевой перфора- цией в ландшафтных исследованиях. — «Иов. АН СССР», серия геогр., 1964, № 6. Александрова Т. Д. Перфокарты в физико-географических исследова- ниях. М., 1967а. Александрова Т. Д. Опыт статистического изучения степени связи ком- понентов при ландшафтных исследованиях. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 19676, № 3. Александрова Т. Д. Статистические методы в лаидшафтоведеиии. — Сб.: «Методы ландшафтных исследований». М,, 1969. Александрова Т. Д. Анализ возможностей и ограничений применения ме- тодов математической статистики в ландшафтных исследованиях. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1970, № 5. Александрова Т. Д. Определение однородности природных комплексов,— Сб.: «Математические методы в географии». Казань, 1971. Амбарцумян В. А. и Казютинский В. В. Методология и логика разви- тия современного естествознания. — «Вести. АН СССР», 1971, № 3. Анненская Г. Н., Видина А. А. и др. Морфологическое изучение геогра- фических ландшафтов, — Сб.: «Ландшафтоведение». М., 1963 Антипова А. В. Типология и качественная оценка сельскохозяйственных земель в США. — Сб.: «География сельского хозяйства капиталистических стран». М,, 1963. Антропов Т. Ф., Арманд Д. Л. Организация территории и севообороты в колхозах эродированных районов Среднерусской возвышенности. — Сб.: «Сельскохозяйственная эрозия и борьба с ней». М., 1956. Арманд А. Д. Природные комплексы как саморегулирующиеся инфор- мационные системы. — «Изв. АН СССР», серия геогр,, 1966, № 2. Арманд А. Д. Модели и информация в физической географии. М., 1971. Арманд А. Д. Метод информационных градиентов в географическом районировании. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1973а, № 3. Арманд А. Д. География и ЭВМ. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 19736, № 4. Арманд Д. Л. Основы метода балансов в физической географии. — «Изв, ВГО», 1947, № 6. Арманд Д. Л. О статье М. И. Будыко «К теории интенсивности фи- зико-географического процесса». — «Вопросы географии», 1949а, № 15. Арманд Д. Л. Функциональные и корреляционные связи в физической географии. — «Изв. ВГО», 19496, № 1. 275
Арманд Д. Л. Задачи географов в связи с планом переделки природы степей. — «Вопросы геогр.», 1949в, № 13. Арманд Д. Л. Опыт математического анализа связи между типами растительности и климатом. — «Изв. ВГО», 1950, № 1. Арманд Д. Л. О некоторых теоретических положениях физической гео- графии в связи с критическим разбором взглядов академика А. Л. Гри- горьева. — «Изв. АН СССР», серия гесхгр., 1951, К» 3. Арманд Д. Л. Принципы физико-географического районирования, — «Изв. АН СССР», серия геопр., 1952, № 1. Арманд Д. Л. Происхождение и типы природных границ. — «Изв. ВГО», 1955, № 3. Арманд Д. Л. Предмет, задача и цель физической географии. — «Во- просы географии», 1957,, № 40. _ Арманд Д. Л. Качественная оценка земель и кадастр земельных уго- дий. — «Вопросы географии», 1958, № 43. Арманд Д. Л. Методы географических исследований. «КГЭ», т. 2. М., 1961а. Арманд Д. Л. Физико-географические основы проектирования сети поле- защитных лесных полос. М., 19616. Арманд Д. Л. Логичность географических классификаций и схем райо- нирования. — 'Об.: «Развитие и преобразование географической среды». М„ 1964а. Арманд Д. Л. Таксономические географические единицы. «1\ГЭ», т. 4. М„ 19646. Арманд Д. Л. Нам и внукам. М., 1966. Арманд Д. Л. Некоторые задачи и методы физики ландшафта. — Сб.: «Геофизика ландшафта». М., 1967. Арманд Д. Л. Физическая география в наши дни. М., 1968. Арманд Д. Л. Объективное и субъективное в природном районирова- нии. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1970, № 1. Арманд Д. Л., Басс С. В., 1'лазовская М. А. и др. Стационарные фи- зико-географические исследования. — Сб.: «Советская география». М., 1960. Арманд Д. Л. н Герасимов И. П. Экономическое значение и основные принципы использования природных богатств. — Сб.: «Природные ресурсы Советского Союза, их использование и воспроизводство». М., 1963. Арманд Д. Л., Дроздов А. В., Филиппович Л. С. Типологическое ланд- шафтное районирование методом разделения территории по некоторым при- знакам. — Сб.: «Биогеографическое и ландшафтное изучение лесостепи». М., 1972. Арманд Е. Д. Модель восходящих движений растворов солей в зоне азрации почвы. Труды ВНИИГиМ, т. 54 (1), 1972. Архипов Ю. Р., Блажко Н. И., Преображенский В. С., Ступи:анн А. В., Трофимов А. М. Принципиальные вопросы использования математического моделирования в географии. — Сб.: «Актуальные вопросы советской гео- графической науки». М„ 1972. Афанасьева Е. А. Черноземы Среднерусской возвышенности. М„ 1966. «Баланс». БСЭ, изд. 3-е, т. 2. М., 1970. Баранский Н. Н. Генерализация в картографии и в географическом текстовом описании. — «Уч. зап. МГУ, география», вып. 119, ки. 2. М., 1946. Бауэр Л. и Вайничке X. Забота о ландшафте и охрана природы. М., 1971. Башенина Н. В., Леонтьев О. К-, Симонов Ю. Г. н др. Легенда гео- морфологической карты Советского Союза масштаба 1 : 50 000—4 : 25 000. М„ 4960 (Прилож. к кн.: «Методическое руководство по геоморфологиче- скому картированию и производству геоморфологической съемки в масштабе 1 : 50 000—1 : 25 000». М„ 4962). Бейли Н. Статистические методы в биологии. М., 1964. Белоусов В. В. Основные вопросы геотектоники. М., 1962. Беляев В. И. Управление природной средой. Киев, 1973. 276
Берг Л. С. Опыт разделения Сибири и Туркестана на ландшафтные и морфологические области. — «Сборник в честь 70-летия Д Н. Анучина». М„ 1913. Берг Л. С. Биполярное распространение организмов и ледниковая эпо- ха. — В кн.: «Климат и жизнь». М., 1947а. Берг Л. С. Лёсс как продукт выветривания и почвообразования. — В кн.: «Климат и жизнь». М., 19476. Берг Л. С. Географические зоны Советского Союза, т. I. М., 1947в. Берг Л. С. Географические зоны Советского Союза, т. II. М., 1952. Берлянд Т. Г. Радиационный и тепловой баланс Европейской терри- тории СССР. Труды ГГО, выл. 10 (72). Л., 1948. Берталанфи Л. Общая теория систем. — Сб.: «Системные исследова- ния». М., 1969. Благовидов И. Л. Качественная оценка земель. М., 1960. Бойчук В. О. и Марченко А. С. Фон и вариации географической среды. М., 1968. «Большой советский атлас мира», т. I. М., 1937. Бондарчук В. Г. Основы геоморфологии. М., 1949. Борель Э. Вероятность и достоверность. М., 1964. Браун Л. Производство пищи человеком как процесс в биосфере. — Сб.: «Биосфера». М., 1972. Браун X. Производство промышленных материалов человеком как про- цесс в биосфере. — Сб.: «Биосфера». М., 1972. Броунов П. И. Курс физической географии. СПб., 1910. * Будыко М. И. Испарение в естественных условиях. Л., 1948. Будыко М. И. Тепловой баланс Северного полушария. Труды Гл. геоф. обсер., вып. 18 (80). Л., 1949а. Будыко М. И. К теории интенсивности физико-географического процес- са.— «Вопросы географии», 19496, № 15. Бузулукова Е. Н., Горшкова А. А., Некипелов Н. В., Фриш В. А. Сезонные ритмы некоторых природных явлений в типичных фациях Алку- чапского I овина. — Сб.: «Алкучанекий Товии». М.—Л., 1964. Бызов Л. А. Графические методы в статистике, учете и планировании. М. — Л., 1940. Быков Б. А. Геоботанический словарь. Алма-Ата, 1973. «Бюджет государственный...», БСЭ, изд. 3-е, т. 4. М., 1971. Вдовин А. Л. Районирование и агроклиматическое обоснование сроков проведения снегозадержания в условиях Башкирии. — Сб.: «Зап. Башкир- ского филиала Геогр. об-ва СССР», вып. V. Уфа, 1968. Веденин Ю. А., Мирошниченко Н. Н. Оценка природных условий для организации отдыха. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1969, № 4. Великанов М. А. Гидрология суши. М., 1948. Величко А. А., Герасимов И. П., Макковеев Н. И. и др. Лабораторный анализ и эксперимент в географических науках. — Сб.: «Советская гео- графия». М., 1960. Вернадский В. И. Биосфера. М., 1967а. Вернадский В. И. Несколько слов о ноосфере. — «Успехи современ- ной биологии», 1944, т. 18, вып. 2; II изд. — в кн.: «Биосфера». М, 19676. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и маши- не, 2-е изд. М., 1968. Войшвилло Е. К. Понятие. М., 1967. Волобуев В. Р. Некоторые вопросы энергетики почвообразования. — «Почвоведение», 1958, № 7. • Вудвелл Дж. Круговорот энергии в биосфере. — Сб.: «Биосфера». М., 1972. Гагина Т. Н., Скалой В. Н. Охрана природы тайги — глобальная проб- лема. — Сб.: «'Природа н человек». Владивосток, 1973. Гвоздецкий Н. А. В защиту типологического понимания ландшафта.— «Изв. ВГО», 1961, № 2. 277
Гвоздецкий Н. А. и др. Состояние н задачи физической географии. Вы- ступление А. Ю. Ретеюма. — «Материалы V съезда Геогр. об-ва Союза ССР». Л., 1970. Гвоздецкий Н. А. и Исаченко А. Г. К проблеме физико-географического районирования. — «Изв. ВГО», 1962, № 6. Гедымин А. В., Головенко С. В., Зворыкин К. В., Побединцева И. Г. Ю301°ПЬ1Та полевого исследования и картографирования земель колхозов. М., «Геоморфологическое районирование СССР». Труды Комиссии по естествен- ноисторическому районированию СССР, т. II, вып. 1. М,—Л., 1947. I ерасимов И. П. Конструктивная география: цели, методы, резуль- таты. — «Изв. ВГО», 1966, № 5. 1 еренчук К. И., Гораш Й. Д., Топчиев А. Г. Методика определения не- которых параметров морфологической структуры ландшафта. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1969, № 5. I еттнер А. География, ее история, сущность и методы. М—Л., 1930. I лазовская М. А. Геохимические основы типологии и методики иссле- дований природных ландшафтов. М., 1964. Голованов В. Н. Законы в системе научного знания. М., 1970. Горнунг М. Б., Тимофеев Д. А. О зональных особенностях проявления экзогенных рельефообразующнх процессов. — Сб.: «Вопросы физической географии». М., 1958. Горский Д. П. О видах определений и их значении в науке. — Сб.: «Проблемы логики научного познания». М., 1964. 1 охман В. М„ Минц А. А., Преображенский В. С. Системный подход в географии. — «Вопросы географии», 1971, сб. 88. Гохман В. М., Саушкин Ю. Г. Современные проблемы теоретической географии. — «Вопросы географии», 1971, сб. 88. Григ Д. Районы, модели, классы. — Сб.: «Модели в географии». М„ 1971. Григорьев А. А. Закон интенсивности физико-географического процес- са. — «Изв. ВГО», т. 75, 1943, № 1. Григорьев А. А. Некоторые итоги разработки новых идей в физической географии. — «Изв. АН СССР», серия геогр. и геофизич., 1946, № 2. I ригорьев А. А. Основные этапы развития географической мысли со второой половины XIX века.— «Пробл. физ. географии», выл. XIII. М., 1948. 1 ригорьев А. А. О некоторых вопросах физической географии. — «Во- просы философии», 1951, № 1. Григорьев А. А. Теоретические основы современной физической геогра- фии. —'Сб.: «Взаимодействие наук при изучении Земли». М., 1963. Григорьев А. А. Некоторые итоги разработки новых идей в физиче- ской географии. — «Изв. АН СССР», серия геогр. и геофнз., 1946, т. 10, № 2; 2-е изд. — в кн.: «Закономерности строения и развития географиче- ской среды». М., 1966а. Григорьев А. А. Предмет и задачи физической географии. М.—Л, 1932; 2-е изд. — в кн.: «Закономерности строения и развития географиче- ской среды». М., 19666. Григорьев А. А. Основы теории физико-географического процесса. — «Труды II Всес. геогр. съезда», т. I. М., 1948; 2-е изд. — в кн.: «Зако- номерности строения и развития географической среды». М., 1966в. Григорьев А. А. Значение количественных и качественных показателей для физико-географического районирования и физико-географических ха- рактеристик. — Сб.: «Доклады советской делегации на Международном гео- графическом конгрессе в Варшаве». М., 1934; 2-е изд. — в кн.: «Законо- мерности строения и развития географической среды». М., 1966 г. Григорьев А. А. О некоторых географических закономерностях тепло- обмена и водообмена на поверхности суши и о путях дальнейшего изуче- ния обмена веществ и энергии в географической среде. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 4958, № 3; 2-е изд. — в юн.: «Закономерности строе- ния и развития географической среды». М., 1966д. 278
Григорьев А. А. Опыт характеристики основных типов физико-геогра- фической среды. — В кн.: «Типы географической среды». М., 1970. Григорьев А. А. и Будыко М. И. О периодическом законе географиче- ской зональности.—«Доклады АН СССР», 1956, № 1; 2-е изд.— В сб.: «Закономерности строения и развития географической среды». М., 1966а. Григорьев А. А. и Будыко М. И. О климатических факторах географи- ческой зональности. — «XIX Межд. геогр. конгресс в Стокгольме». М, 1961; 2-е изд. — В сб.: «Закономерности строения и развития географиче- ской среды». М., 19666. Григорьев А. А. и Будыко М. И. .Связь балансов тепла и влаги с ин- тенсивностью географических процессов. — «Доклады АН СССР», т. 162, 1965, № 1; 2-е изд. — в ки.: «Закономерности строения и развития гео- графической среды». М., 1966в. Грин А. М., Раунер Ю. Л., Утехин В. Д. Эффективность использования радиации и влаги в лесостепных экосистемах. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1970, № 4. Гуревич Б. Л. Математическая дифференциация и ее меры в дискрет- ной схеме. — «Вопросы географии», 1968, № 67. Гусельников И. И. и Турпитько А. Ф. Перфокарты с краевой перфо- рацией. М., 1967. Дайсон Ф. Дж. Математика в физических науках. — Сб.: «Мате- матика в современном мире». М., 1967. Девдариани А. С. Измерение перемещений земной поверхности. М., 1964. Диви Э. мл. Круговорот минеральных веществ. — Сб.: «Биосфера». М„ 1972. Добрынин Б. Ф. Физическая география СССР. М., 1948. Докучаев В. В. Zones naturellcs des sols. M., 1900; 2-е изд. иа русс, ял.: «Зоны природы и классификация почв».— Сб.: «Учение о зонах природы». М., 1948. Дорст Ж. До того как умрет природа. М., 1968. Дружинин И. П. Статистическая оценка одного вида концентрации ча- стот переломов многолетнего хода природных процессов иа Земле. — Сб.: «Математические методы в географии». М., 1968. »Дювиньо II. и Танг М. Биосфера и место в ней человека. М., 1968. Еганов Э. А. О выделении объекта исследования в геологии. — Сб.: «Путь познания Земли». М., 1971. Ермолаев М. М. О некоторых общих закономерностях, обуславливаю- щих дискретность географической среды.— «Уч. зап. ЛГУ, № 317, Физиче- ская география», вып. 8. Л., 1962. Ермолаев М. М. Географическое пространство и его будущее. — «Пав. ВГО», 1967, № 2. Ермолаев М. М. О границах и структуре географического простран- ства. — «Изв. ВГО», 1969, № 5. Ефремов Ю. К. Физико-географическое районирование Сахалина. — «Вопросы географии», 1956, № 39. Ефремов Ю. К. Ландшафтная сфера Земли. — «Изв. ВГО», 1959, № 6. Ефремов Ю. К. Два логических этапа в процессе физико-географиче- ского районирования. — «Вести. МГУ, серия геогр.», 1960, № 4. Ефремов Ю. К. Опыт классификации географических наук. — Сб.: «Жизнь Земли», 1964, № 2. Ефремов Ю. К. Ландшафтная сфера нашей планеты. — «Природа», 1966, № 8. Ефремов Ю. К. Табличные легенды как метод передачи географиче- ской информации. — Сб.: «Жизнь Земли», 1970, № 6. Ефремов Ю. К- Значение факторного анализа для географической ха- рактеристики территорий и их районирования. — Сб.: «Жизнь Земли», 19716, № 7. Жекулин В. С. К вопросу о типологии ландшафтов Северо-Запада РСФСР.—«Уч. зап. Латв, ун-та», т. 37. Рига, 1961. 279
Жуковская В. М. Опыт применения многофакторного анализа для эко- номико-географической характе!риег.ики сельского хозяйства степных про- винций Канады. — Сб.: «Количественные методы исследования в эконо- мической географии». М., 1964. Забелин И. М. Физическая география и наука будущего. М„ 1970. «Закон» (в философии). БСЭ, III изд., т. 16. М., 1972. Зворыкин К. В- Сельскохозяйственная типология земель для кадаст- ровых целей. — «Вопросы географии», сб. 67, 1965. Зиновьев А. А. Основы логической теории научных знаний. М., 1967. Иверонова М. И. и Яшина А. В. Снежный покров в природных комп- лексах Стрелецкой степи в разные типы зим. — Сб.: «Биогеографическое и ландшафтное изучение лесостепи». М., 1972. «Информация». БСЭ, II изд., т. 18, 1953. Иоффе А. Ф. Основные представления современной физики. Л.—М., 1949. Исаченко А. Г. Фнзнко-географическое районирование. Ч. III. Л., 1961. Исаченко А. Г. Основы ландшафтоведения и физико-географическое районирование. М„ 1965. Исаченко А. Г. Системы и ритмы зональности. — «Изв. ВГО», 1971, № 1- Исаченко А. Г., Рожнова Т. А., Семенова-Тян-Шанская А. Л4. Опыт сравнительного анализа ландшафтной, почвенной и географической карт, вопросы их взаимосвязи и согласования. — «1Мат-лы к V Всесоюзному со- вещанию по вопросам ландшафтоведения». М., 1961. Калесник С. В. Основы общего землевладения. М.—Л., 4947; II изд., 1955. Калесник С. В. Общие географические закономерности Земли. М„ 1970а. Колесник С. В. О значении ленинских идей для советской географии. — «Мат-лы V съезда Геогр. об-ва СССР». Л., 19706. Калесник С. В. О некоторых недоразумениях в теории советской гео- графии. — «Изв. В,ГО», 1971а, № 1. Канцебовская И. В., Мухина Л. И. Опыт оценки природных условий строительства на территории СССР—«Изв. АН СССР», серия геогр., 1972, № 2. Кац М. Теория вероятностей — Сб.: «Математика в современном мире». М., 1967. [Кемени Дж., Снелл Дж., Томсон Дж. Введение в конечную матема- тику. М., 1965. Кильдема К- Т. О методике комплексных географических исследований и качественной оценки земель по итогам исследований в Эстонской ССР.— <26.: «Учет и оценка сельскохозяйственных земель». М., 1963. Клайн М. Геометрия — В сб.: «Математика в современном мире». М., 1967. Ковалевский .4. Л. О поглощении растениями химических элементов, на- ходящихся во внешней среде в твердом, жидком и газообразном состоя- нии. — Сб.: «Топологические аспекты изучения поведения вещества в гео- системах». Иркутск, 1973. Козленко А. С. Борьба с эрозией почв. М., 1954. Колмогоров А. Н. Аксиома. — БСЭ, 2-е изд., т. 1. М., 1949. Ко.юсовский Н. И. Научные проблемы географии. — «Вопросы гео- графии». М., 1955, № 37. Кондаков И. И. Введение в логику. М., 1967. «Континуум. Дискретность. Прерывное н непрерывное». — БСЭ, II изд., 1952 -1955. 'Кропоткин И. А. Взаимопомощь, как фактор эволюции. СПб., 1907. Крылов М. М. Преобразование природы путем гидротермических мелио- раций. — «Вопросы географии». М., 1952, № 28. Куницын Л. Ф. Освоение Западной Сибири и проблема взаимодейст- вия природных комплексов и технических систем. — «Изв. АН СССР», се- рия геогр., 1970, № 1. 280
Куницын Л. Ф., Мухина Л. И., Преображенский В. С. Некоторые об- щие вопросы технологической оценки природных комплексов при инженер- ном освоении территории. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1969, № 1. Куприянова Т. П. Опыт применения элементов статистической теории планирования эксперимента в физико-географических исследованиях. — Сб.: «Методы ландшафтных исследований». М., 1969. Куражсковский Ю. И. Очерки природопользования. М., 1969. Куренцов А. И. Изменения в фауне природных зон Дальнего Восто- ка, вызванные вторичными факторами. — Сб.: «Природа и человек». Влади- восток, 4973. «Ландшафтоведение». М., 1963. . Лидов В. П. Из опыта работы по ландшафтному картированию При- окско-террасного государственного заповедника. — «Вопросы географии», 1949, № 16. Лидов В. П., Дик Н. Б., Николаевская Е. М., Хмелева Н. В. Еще раз о границах географических комплексов. — «Изв. 1ВГ1О», 1954, № 1. Лопатина Е. Б., Назаревский О. Р. Вопросы региональной комплексной оценки природных ресурсов и условий. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1966, № 4. Лопатина Е. Б., Минц А. А., Мухина Л. И., Назаревский О. Р., Пре- ображенский В. С. Состояние и задачи разработки теории и методики оцен- ки природных условий и ресурсов. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1970, №4. Львович М. И., Басс С. В., Грин А. М., Дрейер Н. Н., Куприянова Е. И. Водный баланс СССР и перспективы его преобразования. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1961, № 6. Марков К. К- Исторический метод в физической географии. — «Вопро- сы географии», 1948а, № 9. Марков К. К- Основные проблемы геоморфологии. М., 19486. Марков К- К. и Соловьев А. И. Ломоносовские чтения географического факультета Московского университета в 1948 году. — «Вопросы географии». М„ 1948, № 9. Мещеряков Ю. А., Сетунская Л. Е. Приемы количественной характери- стики взаимосвязей природных явлений по картам с помощью коэффициен- тов корреляции. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1960, № 1. Мещеряков Ю. А., Филькин В. А. Оценка геоморфологических признаков в баллах как метод количественной характеристики современных тектониче- ских движений — «Изв. АН СССР», сер. геогр., 1965, № 1. Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая тео- рия колебаний климата. М., 1939. Миловидова Н. В. Опыт применения методов логики к анализу опре- делений физической географии. — Сб.: «Методы ландшафтных исследований». М„ 1969а. Миловидова Н. В. Использование дерева логических возможностей при построении и контроле физико-географических классификаций. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 19696, № 4. Мальков Ф. Н. Физико-географический район и его содержание. М., 1956а. Мильков Ф. Н. О некоторых дискуссионных вопросах ландшафтной гео- графии. — «Вопросы географии», 19566, № 39. Мильков Ф. Н. Природные зоны СССР. М„ 1964. Мильков Ф. Н. Ландшафтная география и вопросы практики. М., 1966. Мильков Ф. Н. Основные проблемы физической географии. М., 1967. Мильков Ф. Н. К вопросу о создании универсальной формулы ланд- шафтного комплекса. — Сб.: «Методика ландшафтных исследований». Л., 1971. Мильков Ф. Н. Класс антропогенных промышленных ландшафтов. — Сб.: «Вопросы антропогенного ландшафтоведения». Воронеж, 1972, Минц А. А. Экономическая оценка природных ресурсов и условий про- изводства. — «Итоги науки, серия География», вып. 6. М., 1968. 281
Минц А. А. Подходы к применению математических методов в иссле- дованиях по оценке и использованию естественных ресурсов. — Сб. тези- сов «Математические методы в географии». Казань, 1971. Минц А. А. и Преображенский В. С. Системная ориентация в геогра- фических исследованиях. Рига, 1973. Михайлов Н. И. Избранные лекции по физико-географическому райони- рованию, 1955. Михайлов Н. И. Физико-географическое районирование, ч. II. М., 1962. Михеева В. С. Методологические проблемы математического моделиро- вания в географии. — «Вопросы географии», 1971, № 88. Мозесон Д. Л. Опыт применения количественного метода при иссле- довании малых форм рельефа. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1956, Л» 5. Молчанов А. А. Научные основы ведения хозяйства в дубравах лесо- степи. М., 1964. Моторина Л. В., Забелина Н. М. Рекультивация земель, нарушенных горнодобывающей промышленностью (обзор литературы). М., 1968. Муравейский С. Д. Роль географических факторов в формировании географических комплексов. — «Вопросы географии», 1948, № 9. Мурзаев Э. М- Схема физико-географического районирования Средней Азии. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1953, № 6. Мухина Л. И. О методике производственной оценки природных комп- лексов. —• В об.: «Методика ландшафтных исследований». М., 1969. Мухина Л. И. Вопросы методики оценки природных комплексов. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1970, № 6. Мухина Л. И., Савельева В. В. Особенности рекреационной оценки сред- иегорной территории. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1973, № 1. Нееф Э. Обмен веществ между обществом и природой как географиче- ская проблема. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1969, № 1. Нееф Э. Теоретические основы ландшафтоведепия. М., 1974. Нейштадт М. И. Бонитировка торфяной подстилки. — Сб.: «Методы ис- следования торфяных болот», т. II. М., 1935. Неклюкова Н. П. Общее землеведение. М., 1967. Нутенко Л. Я. Меры качества схем членения территории.—«Вопросы географии», 1971, № 88. Одум Е. Экология. М., 1968. «О необходимости количественного учета качества сельскохозяйствен- ных угодий». — «Вопросы географии», 1958, № 43. Оорт Э. Круговорот энергии на Земле. — Сб.: «Биосфера». М., 1972. Павлов И. Агробиоценозы и борьба с насекомыми-вредителями. — «Нау- ка и жизнь», 1969, № 8. Пайерлс Р. Е. Законы природы. М., 1962. Панфилов Д. В. Польза и вред насекомых. — Сб.: «Дороже золота». М„ 1962. Пенмэн X. Круговорот воды. — Сб.: «Биосфера». М., 1972. Перельман Я. И. Геохимия ландшафтов. М., 1,966. Петров В. С. Выдающийся русский биолог К. Ф. Рулье. М., 1949. Нлохинский Н. А. Биометрия. Новосибирск, 1961. Ногребицкий Е. О. Принципы геолого-промышленной классификации ме- сторождения ископаемых углей. — «Труды лаборатории геологии угля АН СССР», вып. 5, 1956. Позднеева М. И. Ландшафтная характеристика поймы р. Оки в Ка- симовском районе Рязанской области и особенности ее хозяйственного ис- пользования. — Сб.: «Лапдшафтоведеппе». М.. 1963. Половицкий И. Я. К вопросу об оценке сельскохозяйственных угодий с дефлируемыми почвами. — Сб.: «Учет и оценка сельскохозяйственных зе- мель». М., 1963. Полонский М. Л. Геокибернетика. Предмет и метод. Минск, 1963. Поповичев Е. А. Сравнительный анализ количества и объема геогра- 282
фичсской информации в проектно-изыскательных материалах. — «Научные труды Обнинского отдела Геогр. об-ва СССР», 1968, об. 1, ч. 1. Преображенский В. С. Экспедиционные методы. — Сб,: «Советская гео- графия». М., 1960. Преображенский В. С. О системе методов общей физической геогра- фии. — Сб.: «Методы ландшафтных исследований». М., 1969. Преображенский В. С. Беседы о современной физической географии. М„ 1972а. Преображенский В. С. Континуальность и дискретность ландшафтной оболочки. — Сб.: «Актуальные вопросы советской географической науки». М., 19726. Преображенский В. С. и Райх Е. Л. Проблемы экологии человека и география. — Сб.: «Теория и методика географических исследований эко- логии человека». М., 1974. «Применение количественных методов в географии». — Сб. М., 1971. «Программа и методика биогеоценологических исследований». М„ 1966. Прокаев В. И. Основы методики физико-географического районирования. Л., 1967. Пуанкаре А. Ценность науки. М., 1906. «Районирование территории СССР по основным факторам эрозии». М., 1965. Райх Е. Л. Опыт определения значимости факторов при оценке влияния среды на изучаемое явление. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1971, № 6. Ракита С. А. Опыт математического описания элементарного геогра- фического комплекса методом «затраты—выпуск». — Сб.: «Методика ланд- шафтных исследований». Л., 1971. Раунер Ю. Л. Тепловой баланс растительного покрова. Л., 1972а. Раунер Ю. Л. Некоторые итоги климатологических исследований в ле- состепи Среднерусской возвышенности. — Сб.: «Биогеографическое и ланд- шафтное изучение лесостепи». М., '19726. Ретеюм А. Ю. О геокомплексах с односторонним системообразующим потоком вещества, и энергии. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1971, № 5. Ретеюм А. Ю., Дьяконов К- П., Куницын Л. Ф. Взаимодействие тех- ники с природой и геотехнические системы. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1972, № 4. Рихтер Г. Д. Физико-географическое районирование СССР. — «Физико- географический атлас мира». М., 1964. Рихтер Г. Д. Зональность и система таксономических единиц физико- географического районирования. — «Изв. АН СССР, серия геогр., 1965, № 5. Рихтер Г. Д. Основные факторы и закономерности территориальной дифференциации природы СССР и физико-географическое районирование. — «Землеведение». М., 1969, т. VIII. Роде А. А. Почвообразовательный процесс. М., 1942. Роде А. А., Смирнов В. Н. Почвоведение. М., 1972. Родин Л. Е., Ремезов Н. П., Базилевич. Н. И. Методические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах. Л., 1968. Родоман Б. Б. Способы индивидуального и типологического райониро- вания и их изображение на карте. — «Вопросы .географии», 1956, № 39. Родоман Б. Б. Математические аспекты формализации порайонных гео- графических характеристик. — «Вести. МГУ, география», 1967, № 2. Родоман Б. Б. Пространственная дифференциация и районирование. М., 1973. Розова С. С. К вопросу о сущности научной классификации. — «Уч. зап. Томского ун-та», № 61. Томск, 1965. Роометс С. Перфокарты и их применение. Таллин, 1963. Рябчиков А. М. Структура и динамика географии. М., 1972. Савина С. С. Гидрометеорологический показатель засухи. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1957, № 4. 283
Саушкин Ю. Г. Основные идея русской классической географии доре- волюционного периода. — «Вопросы географии», 1948, № 9. Саушкин Ю. Г. К изучению ландшафтов СССР, измененных в процес- се производства. — «Вопросы географии», 1951, № 24. Сватков Н. М. О предмете исследования физической географии. М.. 1970. Сватков Н. М. Основы планетарного географического прогноза. М., 1974. Семенов-Тян-Шанский В. П. Типы местностей Европейской России и Кавказа. — «Записки РГО по общей географии», 1915, № 15. Семенов-Тян-Шанский В. П. Район и страна. М. — Л., 1928. Сергин В. Я. Кибернетическое моделирование физико-географических си- стем. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1972, № 1. Сингер С. Производство энергии человеком как процесс в биосфере. — Сб.: «Биосфера». М., 1972. «Систематизация». — БСЭ, II изд., т. 39, стр. 160. Смирнов А. М. Общегеографические понятия. — «Вопросы географии», 1971, № 88. Смирнов В. А. Уровни знания и этапы процесса познания. — Сб.: «Проблемы логики научного познания». М., 1964. Смирнов Н. В. н Дунин-Барковский И. В. Курс теории вероятностей и математической статистики М., 1965. Снытко В. А., Нечаева Е. Г. Ландшафтно-геохимические исследования некоторых таежных геосистем Сибири. — «Доклады Ин-та географии Си- бири и ДВ», 1969, № 22. Соболев Л. Н. Опыт комплексной характеристики угодий на основе тер- риториальных экологических схем. — «Изв. АН (СССР», серия геогр., 1955, № 6. Сойер У. У. Алгебра. — Сб.: «Математика в современном мире». М., 1967. Солнцев ti. А. Природный географический ландшафт и некоторые об- щие его закономерности. — «Труды Второго всесоюзного геогр. съезда», т. I. М„ 1948. Солнцев Н. А. Итоги и очередные задачи советского лаидшафтоведення. — «Вопросы географии», 1949а, № 16. Солнцев Н. А. О морфологии природного географического ландшафта.— «Вопросы географии», 19496, № 16. Солнцев Н. А. Основные проблемы советского ландшафтоведения. — «Изв. ВГО», 1962, № 1. Солнцев Н. А. К теории природных комплексов. — «Уч. зап. МГУ, гео- графия», 1968, № 3. Солнцев Н. А. В защиту природных комплексов. — Об.: «Ландшафт- ный сборник». М.. 1973. Сонечкин Д. М. Использование методов теории распознавания образов для объективной классификации географических явлзний и ситуаций (райо- нирования) с помощью ЭВМ. — Сб.: «Математические методы в геогра- фии». М., 1968. Сочава В. Б. География и экология. — «Доклады Ин-та географии Си- бири и Дальнего Востока», 1971. Сочава В. Б. Учение о геосистемах — современный этап комплексной физической географии. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1972, № 3. Спектор И. Р. О путях исследования геосистемы. — «Вопросы геогра- фии», 1971, № 88. Спиридонов А. И. О геоморфологической таксономии и некоторых ос- новных географических понятиях. — «Изв. АН СССР», серия геогр., 1961, № 4. «Справочник путешественника и краеведа», т. 1. М-, 1949; т. 2. М., 1950. Стариков К- 3. Схематическое моделирование физико-географических процессов. — Сб.: «Математические методы в географии». М., 1968. 284
• Стоддарт Д. Организм и экосистема как модели географических си- стем. — Сб.: «Модели в географии». М., 1971. Сукачев В. Н. Фитоценология, биогеоценология и география. — «Труды Второго всесоюзного географического съезда», т. I. М., 1948. Сукачев В. Н. О соотношении понятий «географический ландшафт» и «биогеоценоз». — «Вопросы географии», 1949, № 16. Сукачев В. Н. Основные понятия о биогеоценозах и общее направление их изучения. — Сб.: «Программа и методика биогеоценологических иссле- дований». М., 1966. «Таксономические категории». — БСЭ, II изд., т. 41. М., 1956. Танфильев Г. И. Физико-географические области Европейской России.— «Труды Вольного экономического общества». СПб., 1897, № 1. Ткаченко Г. В. Естественный травяной покров и эрозионные процес- сы. — Сб.: «Сельскохозяйственная эрозия и борьба с ней». М., 1956. «Топология степных геосистем». Л., 1970. Тюменцев Н. Ф. Опыт разработки системы качественной оценки сель- скохозяйственных земель. — Сб.: «Учет и оценка сельскохозяйственных зе- мель». М., 1963. Урсул А. Д. Природа и информации. М., 1968. Утехин В. Д. Растительный покров территории Курского стационара и его продуктивность. — Сб.: «Биографическое и ландшафтное изучение ле- состепи». М., 1972. «Фвзико-географический атлас мира». М., 1964. «Философские проблемы кибернетики». М., 1961. Формозов А. Н. Снежный покров в жизни млекопитающих и птиц СССР. М„ 1946. Фрадкин Н. Г. Географические открытия и научное познание Земли М„ 1972. Фридланд В. М. Структура почвенного покрова. М., 1972. Хатчинсон Дж. Биосфера. — Сб.: «Биосфера». М., 1972. Хильми Г. Ф. Основы физики биосферы. Л., 1966. Ходашова К. С. и Злотин Р. И. Изучение биогеоценотической роли жи- вотного населения в лесостепных ландшафтах. — Сб.: «Биогеографическое и ландшафтное изучение лесостепи». М., 1972. Цыкин Е. Н. Исследование инфильтрационных свойств почв при по- мощи дождевальной установки. — Сб.: «Сельскохозяйственная эрозия и борьба с ней». М., 1956. «Человек, общество и окружающая среда». М., 1973. Червяков В. А. Основы математической статистики в географии. Вла- дивосток, 1966. Чернышов Е. П. Структура водного баланса и процессы эрозии в усло- виях различных ландшафтов лесостепи. — Сб.: «Биогеографическое и ланд- шафтное изучение лесостепи». М., 1972. Шарапов И. П. Индексы и баллы в геологии в сб. Ульяновского пе- дагогического ин-та. «Уч. зап.», т. 20, «Географические работы», вып. 7. Саратов, 1966. Шкурков В. В. Карты оценки природных условий для жизни населе- ния. М., 1969. Шмид К. Ф. Руководство по графическим изображениям. М., 1960. Эйнштейн А. Собрание научных трудов, т. IV. М., 1968. Юдин Б. Г. Процессы самоорганизации в малых группах. — Сб.: «Си- стемные исследования». М., 1969. Armand A. D. The application of information theory to geographical division into areas. Coll. — «Mathematical methods and modern geography». Kazan, 1972. Archipov Ju. R., Blazhko N. I., Preobrazhensky V. Stupishin A. V., Tro- fimov A. M. Fundamental quctions of the use of the mathematical modelling in geography. Coll. — «Mathematical methods and modern geography». Kazan, 1972. 285
r i д H <1 6 d Ф и A 1! ni Bochnig E. Grundriss der Landschaftsgestaltung in der landwirtschaftlichen Melioration. Berlin, 1962. Buchwald K-, Langer H. Okologische Landschaftsforschung als Grundlage und Voraussetzung der Landschaftspflege und des Naturschutzes. Sanim. — «Pro- bleme der Nutzung und Erhaltung der Biospare». Koln, 1969. Clements F. E. Plant succession and indicators. Washington, 1928. Devdariany A. S. Reception of signals of relief and climate changes in Qua- ternary period. Coll. — «Mathematical methods and modern geography». Ka- zan, 1972. Friederichs K. A. definition of ecology and some thoughts about basic con- cepts. — «Ecology», 1958, vol. 39. Gould P. Methodological development since the fifties.—«Progr. geogr.», vol. I, 1969. Haase G. Bemerkungen zur Methoden einer Grossmassstabigerlandwirt.scha- ftlichen Standort Kartierung auf Grundlage landschafts, okologischer Erkundun- gen.—«Mitt. f. Agrargeographie, landwirtschaftliche Regionalplanung und auslan- dische Landwirtschaft». Halle, 1967, N 25—26. Haggett P. On geographical research in a computer environment. — «Tne geographycal Journal», 1969, December. Joachim H. F., Krummsdorf A., Gorltz H. Г lurholzanbau — Schutzpflanzun- gen. Berlin, 1961. Krummsdorf A. Grundriss der Landschaftsgestaltung. Leipzig, 1965. Mikheeva V. S. Methodological problems of mathematic-geographical model- ling. Coll. — «Mathematical methods and modern geography». Kazan, 1972. Passarge S. Die natiirliche Landschaften Africas. — «Peterni. geogr. Mit- teil.», 1906, N 7—8. Scheer. Gefardung und Vernichtung der Tierwelt durch den Menschen. — «Schriftenreihe Naturschutzstelle Darmstadt», 1959.1V. 3. Thienemann A. Vom Wesen der Okologie. — «Biologia generalis», 1942, N 15. 286
Оглавление Предисловие 3 j Основные понятия § 1.1. Ландшафт и геосистема • § 1.2. Ландшафтная сфера if- § 1.3. Дифференциация 21 § 1.4. Развитие 29 § 1.5. Законы и закономерности 36 2 Ландшафтоведение и точные науки § 2.1. Прогресс методов и прогресс теории 47 § 2.2. Сбор информации 63 § 2.3. Систематизация первичных данных 70 § 2.4. Эмпирические обобщения 79 § 2.5. Теоретические обобщения 82 3 Метод балансов § 3.1. Сущность метода и дефиниции 88 § 3.2. Применимость 97 § 3.3. Графическое изображение 106 т| Системы баллов § 4.1. Простые баллы 114 § 4.2. Сложные баллы 125 § 4.3. Соответствие баллов изучаемым явлениям 131 Географические классификации § 5.1. Упорядочение понятий 137 § 5.2. Корректные и некорректные классифика- ции 141 § 5.3. Наглядность классификаций 152 0 Районирование § 6.1. Типологическое районирование 159 § 6.2. Субъективность 174 § 6.3. Индивидуальное районирование 182 § 6.4. Таксономия 190 Физико-экологическое направление в ландшафтоведении § 7.1. Познавательные задачи и методы 201 § 7.2. Косная материя 208 7.3, Органическая материя 214 § 7.4. Природный комплекс 227 g Конструктивное ландшафтоведение § 8.1. Природные ресурсы 237 § 8.2, Природно-технические комплексы 247 § 8.3. Сельский ландшафт 258 Литература 275 /
Арманд Давид Львович НАУКА О ЛАНДШАФТЕ (Основы теории и логико-математические методы) I j Л II 4 С: <f <1 н ? Г п Редактор В. В. Леонова Редактор карт В. В. Рязеновв Младший редактор Т- С. Полотенцем Оформление художника Е. В. Ратмировой Художественный редактор С. М. Полесицкав Технический редактор С. П. Лебедева Корректор 3. Н. Смирнова Сдано в набор 3 февраля 1975 г. Подписано в печать 15 октября 1975 г, Формат 60X90’/ie- Бумага типографская № 1. Усл. печатных листов (8,5 с вкл* Учетно-издательских листов 19,53 с вкл. Тираж 7000 экз. Л01786. Заказ № 2825. Цена 1 р. 84 к. Издательство «Мысль». П7071. Москва, В-71, Ленинский проспект, 15. Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Хохловский пер., 7.