Временная динамика и ее виды

Понятие временной динамики объединяет все изменения в ландшафте, связанные со временем, — длительностью и характером ритмичности динамических проявлений. Представляется целесообразным различать три ее разновидности, или вида.

Динамика функционирования — моментальный (время наблюдения) срез процессов обмена веществом и энергией в ландшафтном комплексе. Это своего рода элементарная точка отсчета временной динамики ландшафта. Из сопоставления таких срезов времени в различные часы и дни наблюдений складываются наши общие представления о динамике ландшафта. Динамика функционирования ландшафта служит непосредственным объектом изучения физико-географических и биогеоценологичееких стационаров, метеорологических и стоковых станций, а также учебных географических станций высших учебных заведений.

Циклическая динамика —.изменения в ландшафтном комплексе по замкнутому кругу в более или менее строго очерченные отрезки времени. Широко известные проявления циклической динамики — суточные, лунно-суточные и сезонные изменения в ландшафте.

Суточная динамика. Смена дня и ночи влечет за собой изменения в температуре, влажности и движении воздуха на протяжении суток. В наших широтах внутри-суточная смена погоды наглядно прослеживается летом в антициклоналыных условиях: солнечное и тихое утро — кучевые облака в полдень — грозы с порывами

ветра во второй половине дня. Аналогичная картина, только другого масштаба и интенсивности, и притом круглый год, наблюдается в некоторых влажных тропических странах. Вот что говорит о погоде в Богоре (Бейтензорге) на о. Ява А. Н. Краснов (1956, с. 40): «Погода Бейтензорга отличается удивительною правильностью, регулярностью, подобною ходу часов. По часам можете вы определить, когда будет ведро ,и когда будет дождь и нао-борот: видя наступающие тучи, вы без часов будете знать, сколько времени».

В условиях антициклона, обостряется контрастность между смежными ландшафтными комплексами, усиливается обмен веществом и энергией между ними. Выражением этого обмена служат бризы, горно-долинные ветры, ветры склонов. Усиливается при этом не только межкомплексный, но и внутрикомплексный (межкомпонентный) обмен веществом и энергией, о чем наглядно говорят восходящие токи воздуха днем с образованием кучевых и кучево-дождевых облаков.

Анпщикланальный тип суточной динамики погодных условий во многом отличен от циклонального типа, когда общий, фронтальный перенос тепла и влаги ослабляет и в сильнейшей степени нарушает суточную ритмику погоды, определяемую не столько сменой дня и ночи, сколько прохождением теплого и холодного фронтов.

Смена освещения и погодных условий определяют суточную динамику биоты ландшафта. Она общеизвестна, и здесь лишь хотелось бы обратить внимание на то, что у животных она, в отличие от растений, не ограничивается физиологическими изменениями в организме, но во многих случаях дополняется суточными миграциями. Последние свойственны самым различным группам животных — от млекопитающих и птиц до насекомых. То же самое справедливо в отношении морской фауны, большинство которой в верхнем 500-метровом слое воды участвует в суточных миграциях. Так, главная масса широко распространенного в Атлантическом океане планктонного рачка калянус (iCalanus finmarchicus) в дневные часы держится на глубине 350—460 м, а в ночные часы — на глубине 10—20 м [Зенкевич Л. А., Ш51].

Суточная динамика присуща также геоморфологией ческим процессам, протекающим в ландшафтах. Наиболее заметна она в районах с преобладанием физического выветривания (пустыни, нивальный пояс в горах), но в том или ином в-иде проявляется и в других зонах.

При всей важности суточной динамики ландшафта, следует обратить внимание на то, что она не повсеместна, — в высоких широтах суточная динамика «размывается», полностью теряя свое значение вблизи полюсов.

Лунно-суточная динамика — приливо-отливные изменения в ландшафте, вызванные суммарным притяжением Луны и Солнца. Так как сила притяжения Луны намного (в 2,17 раза) превосходит силу солнечного притяжения, продолжительность приливо-отливного цикла соответствует лунным суткам (24 ч 50 мин). Приливы в морях бывают полусуточными, суточными и смешанными. Наибольшей величины (до 15—18 м) они достигают у изрезанных побережий окраинных морей и океанских заливов. 'Приливная волна — бор — наблюдается также в устьях некоторых крупных рек. На р. Амазонке поророко — приливная волна высотой до 5 м — с большой скоростью и гулом несется на 300 км вверх по реке.

Под влиянием приливов на низких побережьях формируются специфические земноводные ландшафты — мангровые леса в тропиках, марши и ватты в Западной Европе, лайды на северном побережье СССР.

Помимо «гидросферы, приливо-отливные явления известны -в атмосфере и литосфере, но они незначительны и существенной роли в динамике ландшафтных комплексов не играют.

Сезонная (годичная) динамика. Степень выраженности и факторы, ее обусловливающие, неодинаковы на разных широтах. Контрастны и хорошо выражены все четыре сезона года в умеренном поясе, на севере субтропиков и на юге полярного пояса. Определяющим ее фактором здесь служит изменение термических условий. В зоне тропических саванн ведущим фактором сезонной динамики становится изменение условий увлажнения. Для годичной динамики ландшафтов саванн характерно наличие двух резко контрастных сезонов — сухого и влажного. В зоне влажных тропических лесов температура воздуха и количество осадков мало оменя-

ются на протяжении года и выделение сезонов здесь теряет 'Свой смысл.

Одним из важнейших методов изучения сезонной динамики ландшафтов служат фенологические наблюдения и составляемые на их основе календари природы. Считая фенологию географической дисциплиной, С. В. Калеоник (1960) определял ее как науку о сезонной динамике ландшафта. Однако богатые материалы по фенологии, (накопленные к настоящему времени, используются явно недостаточно в ландшафтных, и вообще физико-географических, работах. Исключение составляют характеристики степных ландшафтов, которые не обходятся без выделения красочных аспектов степи, многократно сменяющих друг друга на протяжении весны и лета.

Издаваемые фенологическим сектором Географического общества СССР календари природы охватывают до 50—60 явлений и все же продолжают оставаться календарями живой природы, дополненными, « то не всегда, данными о сходе и появлении снежного покрова, установлении ледостава и вскрытии рек.

В виде исключения большой полнотой (133 явления) и географической направленностью отличается _ка-лендарь природы Стрелецкой степи в Центрально-Черноземном заповеднике. Помимо изменений в живой природе он содержит переход через среднесуточную температуру воздуха 0, 5, 10, 15° весной и осенью, сход снега, последний (весной) и первый (осенью) заморозок в воздухе и на почве, первая и последняя гроза, первый снег, установление устойчивого снежного покрова. Календарь следовало бы дополнить данными о замерзании и оттаивании почвы.

Существенный недостаток публикуемых календарей природы — их недостаточная ландшафтная дифференциация. До сих пор местом составления календаря указывается просто населенный пункт или даже крупная территория государственного заповедника. Но ведь любой процесс живой или мертвой природы в календарных сроках своего проявления строго привязан к определенному ландшафтному комплексу, чаще всего к урочищу и составляющим его фациям. Рассмотрим это на примере схода снежного покрова. В полях, открытой стели снег стаивает значительно раньше, чем в лесу. Но

и в открытом поле, и ib лесу сход снежного покрова «а склонах южной экспозиции на три—четыре дня, а то и больше опережает его стаивание на склонах северной экспозиции. В Воронежской нагорной дубраве в первых числах апреля я ежегодно наблюдаю необычную картину: один склон балки, обращенный на юг, одет нежной зеленью с цветущими подснежниками, противоположный — еще по-зимнему прикрыт снегом. В Высоком лесостепном и степном Заволжье последние снежники на склонах северной экспозиции стаивают на месяц позже принятой для этого региона средней даты схода снежного покрова [Мильков Ф. Н., 1961 а].

Во многих календарях приводится начало* цветения мать-и-мачехи, одуванчика и многих других видов. Но даже начинающему природоведу хорошо известно, что сроки их зацветания в одном и том же населенном пункте резко разнятся в зависимости от характера местообитаний, а в крупных городах даже от того, где находится -наблюдатель — в центре города или на его окраине. Температура воздуха в крупном городе выше, чем на его окраине, и в Воронеже, например, зацветание сливы и вишни наступает на 2—3 дня раньше, чем в его ближайших окрестностях.

Опытов ландшафтно-дифференцированных фенологических наблюдений очень мало. Один из них принадлежит Д. Ф. Тумановой (I960), описавшей ход фенологических явлений по отдельным фациям пересеченного сельгового ландшафта Северо-Западного ГЬриладожья.

Л андшафтно-дифференцированные фенологические наблюдения — прямой путь широкого выхода ландшаф-товедов в практику. Не будет преувеличением, если начало практического использования их свяжем с именем Петра I, поручившего в начале 20-х гг. XVIII в. наладить фенологические наблюдения с целью выбора наиболее оптимальных мест для закладки парков в окрестностях разраставшегося Петербурга [Дубяго Т. Б., 1963]. Неоценимую помощь ландшафтно-диффе-ренцировааные наблюдения могут оказать при размещении населеных пунктов, посевов, плодовых садов, лесокультур, пасек. Они же, ландшафтно-дифференцирован-ные наблюдения, зафиксированные не на бумаге, а в памяти местных жителей, лежат в основе выборочной вспашки, сева и уборки культур на полях разной

крутизны и экспозиции склонов, неодинакового механического состава почв.

Фенологические наблюдения по четко продуманной программе — один из наиболее доступных методов изучения динамики ландшафтов.

К циклической динамике, кроме суточных и сезонных изменений, относятся ландшафтные проявления 11-летнего (в среднем) .климатического цикла.

Периодическая динамика — изменения ландшафта с повторением его состояний, напоминающим исходное, в сроки различной продолжительности. Наглядный пример периодической динамики — повторение тяжелых засух в лесостепных и степных районах или суровых малоснежных зим, вызывающих настолько серьезные нарушения в растительности и животном мире, что они сказываются на протяжении целого ряда последующих лет. Напомню «сдвоенные» засухи 1891—1892 и 1921—1922 гг., засуху 1946 г. и, наконец, совершенно исключительный 1972 г. После холодной, малоснежной зимы 1972 г. в окрестностях г. Воронежа исчезли на несколько лет ужи, ящерицы, шмели и некоторые другие виды насекомых. Необычная зима сочеталась с очень жарким, сухим летом, когда деревья уже в июле сбрасывали обгоревшую листву.

Распростр'аненным видом проявления периодической динамики служат землетрясения и вулканические извержения, трансгрессии и регрессии марей, -смена ледниковых эпох межледниковыми в четвертичный период. Все эти примеры характеризуют периодичность длительной ;во времени направленной динамики ландшафтных комплексов.

В литературе достаточно широко принято говорить о ритмичности природных явлений. Однако ясности в вопросе соотношения понятия ритмичности с цикличностью и периодичностью нет. Например, 79-й сборник «Вопросов географии» носит название: «Ритмы и цикличность в природе» (1970), что свидетельствует о качественном разграничении этих понятий редакторами сборника. В учебном пособии Г. И. Юренкова (1982) все динамические изменения в ландшафте сведены к ритмике.

Как известно, ритм -т- слово греческого происхождения, означающее «соразмерность», «стройность».

К числу важнейших проявлений ритма принадлежат «повторность элементов, мерность их чередования» [БСЭ, 1956, с. 552]. Ловторяостью элементов в равной мере обладают и циклическая, и периодическая динамика,, которые, таким образом, представляют разновидность ритмики ландшафта. Именно такую позицию занимает С. В. Калесник (1955), который ритмы одинаковой длительностью (год, сутки) называет периодами, а переменной продолжительности — циклами.

Флуктуирующая динамика — незначительные, колебательного характера изменения ландшафтного комплекса; синонимом флуктуирующей динамики мог бы служить термин пульсирующая динамика*.

Проявления флуктуирующей динамики очень разнообразны. Прекрасный пример ее изменения из года в год — травостой злаковых степей. Постоянными в нем остаются многолетние дернованные злаки — компоненты степного травостоя, по И. К. Пачоскому: ковыли, типчак, тонконог. Они не образуют сплошного задер-нения и междерновинные участки, голые в сухое лето, во влажные годы захватываются однолетниками — ингредиентами степного травостоя, придающими южной степи не свойственный ей красочный вид. В более северных разнотравно-луговых степях флуктуация выражается в том, что к постоянным ежегодным аспектам присоединяются аспекты эпизодические, наблюдающиеся или во влажные, или в сухие годы. Такие эпизодические аспекты в степях Центрально-Черноземного заповедника образуют валериана русская, первоцвет весенний, ракитник русский, шалфей поникший, василек шероховатый и др.

Не менее отчетливо прослеживается флуктуирующая динамика на пойменных лугах. Ежегодный состав и урожайность пойменных лугов зависят от интенсивности аллювиального процесса — высоты и длительности половодья.

* В нашей совместной с В. С. Говорухиным эколого-йотани-ческой работе «Жизненное поле и флуктуация вида», опубликован-,ной в 1939 г., сказано: «Флуктуация имеет дело только с колебаниями существующего» [Говорухин В. С., Мильков Ф. Н., 1939, с. 64]. Напоминаю об этом, так как в «Толковом словаре современной фитоценологии» Б. М. Миркина и Г. С. Розенберга (1983, с. 119) сообщается, что термин флуктуация в фитоценологии одним из первых использовал в 1939 г. американский ученый Г л из он.

Флуктуирующая динамика универсальна, в той или иной мере она свойственна всем ландшафтным комплексам. Проявления ее — не отклонение от нормы, а одно из качественных свойств функционирования ландшафтов. (Будучи короткой во времени, флуктуирующая динамика накладывается на периодическую и направленную динамику, затрудняя изучение последних.