Известия РАН. Серия географическая, 2023, T. 87, № 2, стр. 322-336

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Антропогенная трансформация географической оболочки – антропогеогенез – происходит со значительным ускорением (Федотов, 1985, 2014). Хозяйственная деятельность человека ведет к появлению большого числа частично и полностью измененных географических комплексов. Несмотря на полное исчезновение (уничтожение) некоторых типов (классов) геокомплексов (как природных, так и антропогенных), их общее разнообразие увеличивается. При этом многообразие их антропогенных вариантов (в особенности локальных уровней) остается необозримым из-за неразработанности вопросов их систематизации. Недостаточное развитие систематики антропогенных геокомплексов является фактором, существенно обедняющим содержание различных (универсальных и специализированных) географических карт и информационных систем. Недостаточная проработанность вопросов классификации особенно остро встаeт при изучении фрагментированных природно-антропогенных и полностью антропогенно трансформированных территорий.

В географии классификации всегда имели и имеют важнейшее значение, несмотря на то, что в конкретных дисциплинах в определeнные периоды можно наблюдать, по образному выражению В.С. Тикунова (1997), ренессанс или увядание. В систематике ландшафтных комплексов наиболее развит генетический (структурно-генетический, эволюционный) подход. Структурно-функциональные классификации геокомплексов предложены М.А. Глазовской (1964); Ф.Н. Мильковым (1973, 1986, 1990), А.И. Перельманом (1975; Перельман, Касимов, 1999), А.Г. Исаченко (1975, 1988), В.А. Николаевым (2005) и др. Некоторые из них стали классическими, но каждая охватывает лишь часть известного разнообразия геокомплексов. Новые разработки структурно-функциональных классификаций в основном связаны с развитием геоинформационных технологий картографирования ландшафтного покрова (land cover) (Developments …, 2004; Gregorio and Jansen, 1998; Ma et al., 2015; Mücher et al., 2010; Remote …, 2012; Zanden et al., 2016). Но и они не решают проблемы единой классификации природных и антропогенных геокомплексов.

Цель настоящей статьи – представить взгляд автора на классификационные критерии и обосновать подходы к единой классификации всего многообразия ландшафтных комплексов (геокомплексов): ненарушенных природных, частично измененных, полностью преобразованных и пр.

ПОДХОДЫ

Рассматриваемые объекты классификации – географические комплексы (геокомплексы) – “целостные территориальные сочетания взаимосвязанных и взаимообусловленных географических компонентов” (Исаченко, 2004, с. 29). Классификационные параметры – характеристики современной структуры геокомплексов. Такой подход Ф.Н. Мильков (1973, 1977) на основе философских понятий назвал “классификацией ландшафтов по их содержанию”. На основе общенаучных понятий этот подход обычно называют структурно-функциональным. Но, учитывая многозначность понятия “структура”, точнее было бы назвать его морфофункциональным, соединяющим морфологический и функциональный подходы (Осипов, 2005).

Для разработки единой классификации всего многообразия геокомплексов целесообразно понимать ландшафтный комплекс в широком (общегеографическом) смысле, когда наряду с природными компонентами и процессами в него включается народонаселение, процессы и результаты его жизнедеятельности (Берг, 1945; Калуцков, 2008а, 2008б; Николаев и др., 2008; Солнцев, 1981; Тютюнник, 1989, 1993–1995, 2004, 2017; Development …, 2002).

Разнообразие геокомплексов предопределяет иерархическую форму классификации. Так как общепринятая система классификационных рангов отсутствует, в особенности в структурно-функциональном подходе и для антропогенных геокомплексов, нами приняты цифровые обозначения классификационных рангов. Термин “класс” используется как безранговый, применимый к классификационным единицам любого ранга.

Легче воспринимаемая и проще воспроизводимая классификация получается при использовании для каждого классификационного ранга отдельного критерия (Арманд, 1975). Это один подход: при переходе от одного классификационного ранга к другому критерии сменяются. Другой подход (противоположный первому) – при переходе от одного классификационного ранга к другому критерий детализируется (при переходе к более низкому рангу) или обобщается (при переходе к более высокому рангу). Нередко эти подходы сочетаются. Для решения поставленной задачи не обойтись без сочетания этих подходов из-за огромного разнообразия объектов и, как следствие, большого числа классификационных рангов и сложности формализации критериев.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Критерий 1. Особенности организации геокомплексов в связи с расположением в геосферах. Изначально представления о геокомплексе (природном территориальном комплексе, ландшафте) складывались как о сочетании нескольких природных компонентов в месте контакта геосфер на поверхности Земли. Отталкиваясь от этих представлений, рассмотрим возможные сочетания геосфер (точнее, их фрагментов) в пространственных границах одного геокомплекса. Используем классическую комбинаторику трех геосфер – лито-, атмо- и гидросферы, особенности которых определяют важнейшие черты организации (строения, функционирования, развития) геокомплексов (рис. 1).

Рис. 1.

Классы геокомплексов в связи с расположением в геосферах. Геокомплексы: над диагональю (три ячейки в верхнем левом углу) – в месте контакта двух геосфер, по диагонали – в толще одной из геосфер, под диагональю (объединенная ячейка в нижнем правом углу) – в месте контакта трех геосфер.

Кроме геокомплексов в месте контакта двух−трех геосфер, целесообразно признать существование геокомплексов, которые расположены не на границе геосфер, а в толще одной из них. Эти представления развивал И.М. Забелин (1952, 1959, 1978). Он выделил сначала шесть, а позже восемь основных физико-географических комплексов, слагающих географическую оболочку (биогеносферу): климатический (тропосфера), океанический (биоокеанический), абиссальный, донно-океанический, ландшафтный, литосферный, ледниковый, водно-ледовый. Каждый физико-географический комплекс образован определенным, отличным от других, набором компонентов (Забелин, 1978). Для климатического, абиссального и литосферного комплексов указано по одному основному компоненту – воздух, вода и горные породы соответственно. В качестве составной части или “основной объемной единицы”, однопорядковой с ландшафтом, указаны воздушные массы для климатического комплекса и геологические фации для литосферного (Забелин, 1952, 1978); в структуре абиссального комплекса рассмотрены разнообразные течения и вихри, отмечено его трехслойное строение.

Обоснованы представления о том, что в толще морей и океанов формируются внутриводные (аквально-глубинные) геокомплексы (Лымарев, 1978, 1988), образующие слой (слои) между водно-поверхностными и донными геокомплексами и соответствующими им слоями. Обычен взгляд на пещеры как подземные геокомплексы (Гвоздецкий, 1954, 1988; Гергедава, 1983; Позаченюк и др., 2009). Рассматривая место пещер в ландшафтной сфере, Ф.Н. Мильков (1990) предложил критерий разграничения подземных и наземных геокомплексов. Он писал: “Представляется, что неглубокие пещеры, не выходящие за пределы современной коры выветривания, составляют часть наземных ландшафтов, более же глубокие пещеры образуют подземный вариант (отдел) ландшафтной сферы Земли, аналогичный наземному, земноводному, ледовому, водно-поверхностному и донному вариантам” (Мильков, 1986, с. 196–197). В общем, как литосферные (подземные) геокомплексы можно рассматривать геологические тела надпородных уровней, в том числе пронизанные трещинами и разломами, содержащие полости и пещеры, включающие скважины и выработки, имеющие жидкую и газовую фракции. Для структурно-функционального подхода наиболее близко понятие структурно-вещественного комплекса (Забродин и др., 1986).

Отталкиваясь от представлений И.М. Забелина (1952, 1959, 1978) о физико-географических комплексах (в частности о климатическом) и по аналогии с литосферными и гидросферными геокомплексами целесообразно признать существование атмосферных геокомплексов. Это тем более оправдано, если учесть, что, во-первых, размеры атмосферы (толщина и объем) существенно превышают размеры лито- и гидросферы, и, во-вторых, в атмосфере также существуют весьма устойчивые структуры: атмосферные слои, воздушные массы, области высокого и низкого давления, барические системы и др.

Н.А. Солнцев (1968) различал полные и неполные природные комплексы. Полные включают все природные компоненты, неполные – не все. Полные характерны для двух классов: атмолитосферные (наземные) и атмогидролитосферные (земноводные и ледниковые) (см. рис. 1). Важно отметить, что во многих случаях в области контакта двух геосфер не существует полных геокомплексов. Это относится к двум другим классам: гидролитосферные (донные и ледово-минеральные) и атмогидросферные (воздушно-водные и воздушно-ледовые). В то же время, в классе литосферных геокомплексов, расположенных в одной из геосфер, есть полные (например, литосферные массивы с пещерами часто включают полный набор компонентов, в том числе биоту и почву или почвоподобные образования). Вообще, существование геокомплексов, расположенных не на границе геосфер, а в толще одной из них, кажется вполне естественным, если не забывать, насколько атмо-, гидро- и литосфера взаимно проникают и перекрываются друг с другом и биосферой, и насколько географические компоненты многообразно сочетаются в разных местах географической оболочки.

В целом, предлагаемая трехмерная матрица (см. рис. 1) формализует систему высших классов – отделов – природных геокомплексов, различные варианты которой рассмотрены несколькими авторами (Лымарев, 1988; Мильков, 1981, 1986, 1990; Рихтер, 1969, 1971).

Критерий 2. Степень преобразованности или естественности–искусственности геокомплексов. Одна из важнейших характеристик единой классификации природных и техногенных геокомплексов – степень и характер их преобразованности деятельностью человека. Так, А.Г. Исаченко (1976) выделяет (1) условно неизменные, или первобытные, (2) слабоизмененные, (3) нарушенные (сильно измененные), (4) культурные, или рационально преобразованные, ландшафты. Ф.Н. Мильков (1990) подчеркивает специфику следующих объектов: (1) естественные ландшафты (природные территориальные комплексы), (2) антропогенные ландшафты, (3) ландшафтно-техногенные (ландшафтно-технические) системы. Б.И. Кочуров с соавт. (2009) предлагает парные шкалы: неиспользуемые–используемые как естественные угодья–возделываемые–застроенные территории, неиспользуемые–используемые в естественном виде–водохозяйственные–производственного использования акватории. Г.С. Макунина (2005) различает коренные и условно-коренные–вторично-производные–антропогенно-модифицированные–техногенно трансформированные ландшафты.

Нами предлагается использовать для классификации следующий ряд геокомплексов по степени их преобразованности деятельностью человека, а точнее, по степени естественности–искусственности: природные–техно-природные–природно-технические–технические (Осипов, Гуров, 2016, 2018, 2019). Природные геокомплексы образованы природными компонентами и характеризуются естественным строением, функционированием и развитием. Если они испытали или испытывают влияние деятельности человека, то это влияние не трансформировало инвариант геокомплекса. Тем самым, такие антропогенные изменения являются обратимыми. Техно-природные геокомплексы так же образованы природными компонентами. Однако, антропогенные воздействия существенно трансформировали некоторые компоненты и инвариант в такой степени, что самопроизвольное возвращение геокомплекса в первоначальное состояние стало невозможным. Необратимость изменений часто обусловлена преобразованием литогенной основы ландшафта и созданием отдельных сооружени. Природно-технические геокомплексы в значительной степени состоят из искусственных материалов и сооружений, природные компоненты в них существенно преобразованы. Как следствие, строение, функционирование и развитие природно-технических геокомплексов определяется в большей степени деятельностью человека, природные процессы играют в них значительную, но не ведущую роль. Технические геокомплексы – в их строении, функционировании и развитии определяющими являются искусственные (инженерно-технические) составляющие: материалы, конструкции, технологические процессы, а природные составляющие (компоненты, процессы) имеют второстепенное значение. К техническим геокомплексам можно отнести атомные электростанции и подобные промышленные сооружения с надземными и подземными ярусами, военные бункеры, хранилища ядерных отходов, буровые платформы, многоэтажные здания и др. В настоящее время технические геокомплексы имеют размерность фаций и урочищ, и немногие из них достигают размерности местности и ландшафта (например, такие, как плотная высотная застройка).

Классы высших рангов выделены на основе 2‑х главных критериев (осей-характеристик): 1) основные черты организации геокомплексов в связи с расположением в геосферах и 2) степень преобразованности или, точнее, естественности–искусственности геокомплексов. Эти оси-характеристики позволяют выделить 28 классов (рис. 2).

Рис. 2.

Классификация геокомплексов: классы II-го ранга (с примерами) в пространстве двух осей-характеристик.

Приведенные на рис. 2 в качестве примеров объекты рассматриваются в ландшафтном аспекте. Термины, отображающие объекты как геокомплексы, хорошо развиты для классов 1 (природные атмолитосферные) и 5 (природные гидролитосферные). Для большинства других классов такие (ландшафтные) термины отсутствуют. То есть в ландшафтном смысле, мелководье – это не только масса воды, но геокомплекс, состоящий из водной массы, выстилающих горных пород, надводной массы воздуха; плотина – это не только искусственная конструкция, но геокомплекс (природно-техническая система), состоящий из технического сооружения, подстилающих и прилегающих горных пород, окружающих и пронизывающих водных и воздушных масс. Приводя примеры техно-природных, природно-технических и технических геокомплексов, мы следуем ландшафтному взгляду на объекты.

Критерий 3. Географическое положение геокомплексов. Этот критерий имеет несколько весьма независимых составляющих.

3.1. Положение в спектре широтных зон (поясов), секторов и высотных зон (поясов), определяющее и отображающее важнейшие гидротермические особенности атмолитосферных (наземных) геокомплексов. Емкое толкование этого критерия для наземных геокомплексов находим у А.Г. Исаченко (1991, с. 233): «Важнейшие процессы функционирования ландшафтов, такие, как влагооборот, биологический круговорот веществ, почвообразование, продуцирование биомассы, определяются тепло- и влагообеспеченностью ландшафта, т.е. поступлением солнечной энергии и активной влаги. Распределение же тепла и влаги и их соотношение зависят от широтной зональности, секторности, высотной ярусности ландшафтов, и эти важнейшие закономерности ландшафтообразования должны служить исходными “координатами” при классификации ландшафтов». Этот критерий детально проработан и используется для наземных природных геокомплексов при выделении классов высоких рангов. Ф.Н. Мильков (1986, 1990) обосновал его применение при классификации антропогенных геокомплексов. Особенности городских ландшафтов разных природных зон емко охарактеризованы, например, А.С. Крюковым (1967). Широтно-зональное положение – важный критерий не только для наземных, но и для воздушно-водных (водно-поверхностных), земноводных (береговых и мелководных), донных (подводных) и водных геокомплексов (Лымарев, 1978, 1988).

3.2. Глубинное положение, определяющее и отображающее такие характеристики, как давление, освещенность (интенсивность и спектральный состав света), температурный режим, химический состав. Этот критерий имеет важнейшее значение для гидролитосферных (донных (подводных) и ледово-минеральных (подледниковых)), гидросферных (водных и ледовых), литосферных (подземных) геокомплексов (для последних фактор освещенности не имеет значения).

3.3. Положение в рельефе, определяющее и отображающее важнейшие экзо- и эндогенные особенности геокомплексов. Этот критерий имеет важнейшее значение для всех геокомплексов с литогенной основой: атмолитосферных (наземных), гидролитосферных (донных (подводных) и ледово-минеральных (подледниковых)), атмогидролитосферных (земноводных и ледниковых).

Три отмеченные характеристики – это далеко не все составляющие географического положения. Например, для воздушно-водных (водно-поверхностных), донных (подводных) и водных геокомплексов важно положение относительно течений (в том числе вертикальных), для атмолитосферных (наземных) – относительно соседних вершин и базисов эрозии.

Несомненно, географическое положение существенно сказывается на особенностях строения и функционирования также техно-природных, природно-технических и технических геокомплексов. Ведь при проектировании инженерных сооружений неизбежно приходится учитывать большое число природных факторов, которые при строительстве и эксплуатации оказывают или могут оказать заметное влияние на них (для наземных условий – это теплообеспеченность, минимальные и максимальные температуры, ветровой режим, количество и интенсивность жидких и твердых осадков, др.; для земноводных условий – это характер грунта, глубина, температурный режим, ледовые условия, скорость течения, интенсивность волнения, приливы–отливы, др.). Также учитываются всевозможные воздействия инженерных сооружений на окружающую среду.

Методологическое значение данного критерия в том, что он позволяет учесть особенности функционирования классифицируемых геокомплексов, используя характеристики более обширных территорий и акваторий, обычно хорошо проработанные (в виде самых разных схем зональности и районирования). Этот критерий детализирует критерий 1 – особенности организации геокомплексов в связи с расположением в геосферах – и используется на самых разных классификационных уровнях. Оба эти критерия конкретизируют позиционный принцип – “зависимость существенных свойств объектов от их положения в пространстве” [(Родоман, 1979, с. 14); см. также (Гришанков и др., 1991)].

Критерий 4. Период развития (динамическое состояние) геокомплексов. Период (стадия, фаза, этап) развития или динамическое состояние геокомплексов и геокомпонентов, с одной стороны, определяет, с другой стороны, отражает многие особенности их строения и функционирования. А.А. Крауклис (1979), дополнив представления В.Б. Сочавы (1978), выделил 5 динамических состояний природных географических фаций: коренные, полукоренные, мнимокоренные, полусерийные, серийные. Ф.Н. Мильков (1973) писал о двух легко различающихся стадиях развития большинства антропогенных ландшафтов: ранней, неустойчивой, и зрелой, устойчивой. И.И. Мамай (2005) охарактеризовала три фазы развития природных территориальных комплексов: зарождения и становления, устойчивого существования и медленного развития, смены. Динамическое состояние полно отражают и категории преобразованности (трансформации) геокомплексов/геосистем деятельностью человека, таких категорий много, разные авторы предлагают различные понятийные ряды и группы (Исаченко, 1976; Кочуров и др., 2009; Макунина, 2005; Мильков, 1990).

При выделении классов высших рангов необходимо и достаточно различать два периода развития, которые соответствуют серийному и климаксовому состояниям (если отталкиваться от концепции сукцессии), или ранней, неустойчивой, и зрелой, устойчивой, стадиям согласно Ф.Н. Милькову (1973). При выделении классов средних и низших рангов понадобится более детальная периодизация развития геокомплексов/геосистем. В этом случае для природных геокомплексов первый период на основе концепции сукцессии может быть подразделен на ранне-, средне- и позднесукцессионную стадии. Для целенаправленно созданных (Николаев, 2005) техно-природных, природно-технических и технических геокомплексов, с нашей точки зрения, важно различать следующие пять периодов развития (динамических состояний): создания (строительства), целевого функционирования (эксплуатации), консервации, реконструкции (восстановления), деструкции (разрушения, ликвидации, деградации). Причем три средних периода в процессе развития геокомплекса могут повторяться.

Период развития (динамическое состояние) отдельных геокомпонентов и их характеристик имеет двоякое значение. Во-первых, индикационное: хорошо известны физиономичность и значимость растительности и рельефа как индикаторов функционирования и развития геокомплекса в целом. Во-вторых, гетерохронность развития компонентов, различия их динамических состояний обусловливает особенности строения и функционирования геокомплекса, что имеет классификационное значение.

В названиях классов по умолчанию (без дополнительных терминов) для природных геокомплексов подразумевается климаксовый период, для техно-природных, природно-технических и технических – период целевого функционирования.

Данный критерий непосредственно связывает структурно-функциональный и генетический подходы. Ведь особенности строения и функционирования геокомплексов во многом зависят от периода (стадии, фазы, этапа) развития или/и динамического состояния геокомплексов. Кроме этого, некоторые классы и классификационные понятия, обоснованные в одном из подходов, могут быть использованы в классификационных построениях в рамках другого подхода.

Критерий 5. Особенности (основные черты) состава, строения и функционирования геокомплексов и их компонентов. Этот критерий детализирует критерий 1 и включает много различных составляющих – характеристики состава, строения и функционирования геокомпонентов и геокомплексов. По сути, это большой комплекс критериев, требующий отдельного рассмотрения.

В настоящее время данный критерий более проработан для природных геокомплексов и менее – для антропогенных. В то же время, для антропогенных геокомплексов он позволяет использовать сложившиеся понятия из разных областей деятельности, помимо научной: инженерной, проектной, строительной и др. (рис. 3).

Рис. 3.

Фрагмент классификации геокомплексов: классы II-го–IV-го рангов техно-природных, природно-технических и технических урочищ. Примечание: Знаком “*” обозначены промежуточные классы (Осипов, 2020). Также фрагменты классификации антропогенных геокомплексов [см. (Осипов, Гуров, 2018, 2019, 2022)].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Рассмотренные выше критерии охватывают различные важнейшие аспекты, соотносятся с существенными свойствами геокомплексов и закладывают основу для единой классификации всего многообразия природных и антропогенных, естественных и искусственных геокомплексов. Эти критерии оказываются вполне операциональными в процессе картографирования в большом диапазоне масштабов. Намеченные классы II-го ранга неплохо структурируют многообразие классов более низких рангов (см. рис. 2, 3).

Большое число классов – 28 (см. рис. 2) – делает целесообразным выделение классов еще более высокого ранга (рис. 4). Классы более высокого ранга В.И. Лымарев (1988) назвал геоциклами и выделил три геоцикла: аквальный (собственно океанический), аквально-территориальный (побережий с шельфовыми мелководьями) и территориальный (наземный). Для выделения этих классов мы предлагаем те же две оси-характеристики – степень естественности–искусственности и основные черты организации геокомплексов в связи с расположением в геосферах. К естественным геокомплексам относятся природные и техно-природные, в их строении, функционировании и развитии ведущую роль играют природные компоненты и процессы. К искусственным геокомплексам относятся технические и природно-технические, их строение, функционирование и развитие обусловливается преимущественно техническими компонентами и технологическими процессами. Гидросферные sensu lato включают гидросферные и гидролитосферные геокомплексы, а также атмогидро- и атмогидролитосферные как переходные классы. Атмосферные sensu lato включают атмолитосферные и атмосферные геокомплексы, а также атмогидро- и атмогидролитосферные как переходные классы. Литосферные sensu lato включают литосферные геокомплексы и, возможно, некоторые другие как переходные классы.

Рис. 4.

Классификация геокомплексов: классы I-го ранга в пространстве двух осей-характеристик. Примечание: Цифры означают номера классов II-го ранга на рис. 2.

Предлагаемая система классов I-го и II-го рангов (см. рис. 2 и 4) развивает подход В.И. Федотова (1985), который выделил техногенный наземный и техногенный земноводный отделы ландшафтов. В таком классификационном решении природные и техногенные составляющие ландшафта учитываются одновременно для одного и того же классификационного ранга, тем самым им придается равная таксономическая значимость (таксономический “вес”). Это уравновешивает решения Ф.Н. Милькова (1986, 1990), который в каждом отделе (варианте) ландшафтной сферы выделил естественный и антропогенный ряды (порядки), и Ю.Г. Тютюнника (2004, 2017), который выделил отдельный техногенный отдел (вариант) ландшафтной сферы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные критерии охватывают существующее многообразие геокомплексов и учитывают их существенные свойства. Критерии 1 и 3, конкретизируя позиционный принцип, относятся как к уровню объекта классификации, так и к более высоким уровням, к его среде. Критерии 2 и 5 сфокусированы на самом объекте. Критерий 5 также соотносится с более низкими уровнями организации – со свойствами составляющих объект компонентов. Критерий 4 отражает динамический аспект объекта классификации. То есть рассмотренные критерии образуют вполне разноплановую (разноаспектную и разноуровневую) систему – многомерное классификационное пространство структурно-функционального подхода.

Намеченные классы высших рангов имеют очень высокую степень обобщенности и абстрактности. Поэтому они подходят для структурно-функциональной классификации геокомплексов самых разных локальных и региональных уровней. Более того, они соответствуют классам высших рангов ряда других подходов к классификации. В целом, рассмотренные критерии дают возможность развивать единую классификацию природных и антропогенных, естественных и искусственных геокомплексов.

Приведенные критерии необходимы, но не достаточны: для выделения классов III-го и более низких рангов требуется конкретизация критериев 5 и 3, а также 4. Недостаточны, прежде всего, для классификации искусственных геокомплексов. Проблема в том, что, во-первых, эта область остается слабо охваченной теоретическим знанием, во-вторых, очень быстро развиваются технологии и техника, что приводит к появлению новых искусственных геокомплексов. Их изучение – это область не только и не столько географии, сколько других технических, общественных и естественных наук. Тем не менее, в вопросах систематики геокомплексов именно география должна быть ведущей.