Предметом землеведения является географическая оболочка - объем вещества разного состава и состояния, возникшего в земных условиях и сформировавшего специфическую сферу нашей планеты. Географическая оболочка в землеведении исследуется как часть планеты и Космоса, которая находится под властью земных сил и развивается в процессе сложного космическо-планетарного взаимодействия.
В системе фундаментального географического образования землеведение является своеобразным связующим звеном между географическими знаниями, навыками и представлениями, полученными в школе, и глобальным естествознанием. Этот курс вводит будущего географа в сложный профессиональный мир, закладывая основы географического мировоззрения и мышления. Географический мир в землеведении предстает в виде целостности, процессы и явления рассматриваются в системной связи между собой и с окружающим пространством. «В землеведении с фактов, как таковых, внимание переносится на выяснение всесторонних связей между ними и раскрытие сложной совокупности географических процессов на пространстве всего земного шара», - писал более полувека назад С. В. Калесник.
Землеведение принадлежит к числу фундаментальных естественных наук. В иерархии естественного цикла наук землеведение как частный вариант планетоведения должно находиться в одном ряду с астрономией, космологией, физикой, химией. Следующий ранг создают науки о Земле - геология, география, общая биология, экология и др. В системе географических дисциплин землеведение занимает особую роль. Оно предстает как бы «наднаукой», объединяющей информацию о всех процессах и явлениях, происходящих после формирования планеты из межзвездной туманности. За это время на нашей планете возникли земная кора, воздушная и водная оболочки, в разной степени насыщенные живым веществом. В результате их взаимодействия по периферии планеты сформировался специфический материальный объем - географическая оболочка. Изучение этой оболочки как комплексного образования и является задачей землеведения.
Землеведение служит теоретической базой глобальной экологии - науки, которая оценивает текущее состояние и прогнозирует ближайшие изменения географической оболочки как среды существования живых организмов с целью обеспечения их экологического благополучия. С течением времени состояние географической оболочки менялось и меняется от чисто природной к природно-антропогенной и даже существенно антропогенной. Но она всегда была и будет по отношению к человеку и живым существам окружающей средой. С таких позиций, основная задача землеведения - исследование глобальных изменений, происходящих в географической оболочке, для понимания взаимодействия физических, химических и биологических процессов, которые определяют экосистему Земли.
Землеведение является теоретической основой эволюционной географии - огромного блока дисциплин, исследующих историю возникновения и развития нашей планеты и ее окружения. Оно обеспечивает понимание прошлого и аргументированность причин и следствий современных процессов и явлений в географической оболочке. Исходя из того, что прошлое определяет современность, землеведение существенно помогает расшифровке тенденций развития практически всех глобальных проблем современности. Это своеобразный ключ к познанию мира.
Термин «землеведение» появился в середине XIX в. при переводе трудов немецкого географа К. Риттера русскими переводчиками под руководством П. П. Семенова-Тян-Шанского. Это слово имеет сугубо русское звучание. В настоящее время в иностранных языках понятию «землеведение» отвечают разные термины и его дословный перевод подчас затруднителен. Нами уже высказывалось мнение, что термин «землеведение» введен русскими исследователями как наиболее полно отражающий сущность переводимых описаний. В связи с этим вряд ли правильно утверждать, что «землеведение» имеет иностранное происхождение и введено К. Риттером. В работах Риттера такого слова нет, он говорил о познании Земли или общей географии, а русскоязычный термин - это плод русских специалистов.
Землеведение как системное учение сложилось главным образом на протяжении XX в. в итоге исследований крупнейших географов и естествоиспытателей, а также обобщений накопленных знаний. Однако его первоначальная направленность заметно трансформировалась, пройдя путь от познания фундаментальных при-родно-географических закономерностей к исследованию на этой основе «очеловеченной» природы в целях оптимизации окружающей (природной или природно-антропогенной) среды и управления ею на планетарном уровне, имея благородную задачу - сохранение всего биологического многообразия.
Рассматривая землеведение как фундаментальную естественную науку географического профиля, необходимо обратить внимание на главный методический прием исследования географических объектов - пространственно-территориальный, т. е. изучение любого объекта в его пространственном расположении и взаимосвязи с окружающими объектами. В связи с этим особо подчеркнем, что географическая оболочка - понятие объемное, где территория с ее глубиной (недрами и водами) и высотой (воздухом) формируется совместно под действием географических процессов и явлений, постоянно изменяющихся во времени.
Итак, землеведение - фундаментальная наука, изучающая общие закономерности строения, функционирования и развития географической оболочки в единстве и взаимодействии с окружающим пространством-временем на разных уровнях его организации (от Вселенной до атома) и устанавливающая пути создания и существования современных природных (природно-антропогенных) ситуаций и тенденции их возможного преобразования в будущем.
Литература
Боков В.А., Селиверстов Ю.П., Черванев И.Г. Общее землеведение. - СПб., 1998.
Будыко М. И. Эволюция биосферы. - Л., 1984.
Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А. Л. История атмосферы. -Л., 1985.
Веклич М.В. Проблемы палеоклиматологии. - Киев, 1987.
Вронский В. А., Войткевич Г. В. Основы палеогеографии. - Ростов-на-Дону, 1997.
Географические проблемы конца XX века / Отв. ред. Ю. П. Селиверстов. - СПб., 1998.
География: на грани веков / Отв. ред. Ю. П.Селиверстов. Тр. XI съезда РГО. - Т. 1.-СПб., 2000.
Геренчук К.И., Боков В.А., Черванев И.Г. Общее землеведение. - М., 1984.
Исаченко А. Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. - М., 1991.
Калесник СВ. Общие географические закономерности Земли. - М., 1970.
Любушкина С. Г., Пашканг К. В. Естествознание: Землеведение и краеведение. - М., 2002.
Марков К. К., Добродеев О. П., Симонов Ю.Г., Суетова И. А. Введение в физическую географию. - М., 1970.
Милъков Ф. И. Общее землеведение. - М., 1990.
Неклюдова М.Н. Общее землеведение. - М., 1976.
Николаев В. А. Ландшафтоведение. - М., 2000.
Синицын В.М. Введение в палеоклиматологию. - Л., 1980.
Шубаев Л. П. Общее землеведение. - М., 1977.
ГЛАВА 1. РУБЕЖИ ЗЕМЛЕВЕДЕНИЯ
Истоки землеведения были заложены в глубокой древности, когда человек стал интересоваться своим окружением на Земле и в Космосе. Однако древние мыслители не только описывали окрестности. Уже изначально люди систематически наблюдали за изменениями окружающего пространства и природными совпадениями, пытаясь установить причинно-следственные связи. Задолго до религиозных учений и представлений о божественном начале природы и жизни существовали взгляды на окружающий мир. Так постепенно складывались понятия и представления, многие из которых носили, несомненно, землеведческий характер.
Египтяне и вавилоняне прогнозировали время наступления наводнений в зависимости от расположения звезд, греки и римляне измерили Землю и установили ее положение в Космосе, китайцы и предки индусов постигали смысл жизни и взаимоотношения человека с его природным окружением. Мегалитические культуры неизвестных народов использовали закономерности движения Земли и положения планет и звезд для своих идеологических воззрений и построений культовых сооружений. Эти достижения характеризуют донаучный период познания и становления географических знаний. Многие открытия, приписанные мыслителям средневекового Возрождения, были известны уже в глубокой древности.
В доантичный период в Древней Индии возникло учение о материальной субстанции, которая представляла собой отдельные неделимые элементы (атомы) или их сочетания. Кроме материи, к неживым субстанциям относились пространство и время, а также условия покоя и движения. Жители Индии первыми провозгласили принцип непричинения вреда живым организмам. В Древнем Китае было создано учение о всеобщем законе мира вещей, согласно которому жизнь природы и людей протекает по определенному естественному пути, составляющему вместе с субстанцией вещей основу мира. В мире все находится в движении и изменении, в процессе которых все вещи переходят в свою противоположность. Древний Вавилон и Древний Египет дали примеры использования достижений астрономии, космологии и математики в практической жизни народов. Здесь возникли учения о происхождении мира (космогония) и его строении (космология). Вавилоняне установили правильную последовательность планет, сформировали звездное астральное мировоззрение, выделили знаки зодиака, ввели 60-ричную систему исчисления, лежащую в основе градусной меры и шкалы времени, установили периоды повторяемости солнечных и лунных затмений. В эпохи Древнего и Среднего царств в Египте были разработаны основы прогнозирования нильских разливов, создан солнечный календарь, точно определена продолжительность года и выделено 12 месяцев. Финикийцы и карфагеняне применили знания астрономии для навигации и ориентирования по звездам. Древними народами была высказана правильная и основополагающая до настоящего времени мысль об эволюции окружающего мира (от простого к сложному, от беспорядка к порядку), его постоянной изменчивости и обновлении.
В античное время было составлено представление о геоцент-ричном строении Мира (К.Птолемей, 165 - 87 гг. до н.э.), введены понятия «Вселенная» и «Космос», даны правильные оценки формы и размеров Земли. В это время сложилась система наук о Земле, основными направлениями которой были: описательно-страноведческое (Страбон, Плиний Старший), математико-гео-графическое (пифагорейцы, Гиппарх, Птолемей) и физико-географическое (Эратосфен, Посидоний).
Многое дали развитию географии и ее отдельных направлений эпохи Средневековья и Возрождения - время великих географических открытий (с конца XV в.), когда получили широкое развитие путешествия, принесшие огромный фактический материал о морях и землях, обобщение которого совершенствовало представления о географическом пространстве. Была практически доказана шарообразность Земли, единство вод Мирового океана, впервые создан глобус (в первой половине XV в. до кругосветного плавания Магеллана). Н.Коперник обнародовал свою гелиоцентрическую систему строения Вселенной, а Д.Бруно высказал идею о бесконечности Вселенной и множественности миров. В океанах были обнаружены течения (в частности, Гольфстрим), зоны штилей и муссонов. Г. Меркатор предложил новую проекцию и создал мировую карту, удобную для навигации. С этим периодом связаны появление сравнительно географических описаний, создание теорий научных заключений методами индукции (Ф. Бэкон) и дедукции (Р.Декарт), разработка метода изолиний для составления батиметрических, а затем и гипсографических карт. Конструирование зрительной трубы, термометра и барометра позволило приступить к развитию экспериментальной географии и инструментальным наблюдениям.
На рубеже XVI и XVII вв. начинают оформляться контуры землеведения. Н.Карпентер (1625) попытался свести воедино сведения о природе Земли. Несколько позже (1650) появился труд Б. Варениуса, который можно считать официальным началом землеведения, где он записал, что «всеобщая география называется та, которая рассматривает Землю вообще, изъясняет ее свойства, не вступая в подробное стран описание». В 1664 г. Р. Декарт дал естественно-научное объяснение происхождения Земли. Он считал, что Солнце и все планеты Солнечной системы образовались в результате вихревого движения мельчайших частиц материи, а при формировании Земли произошла дифференциация вещества на огненно-жидкое металлическое ядро, твердую кору, атмосферу и воду. Этот труд породил много представлений (Т. Барнет, Дж. Вудворд, У. Уистон) о происхождении тел окружающего пространства и поведении земных масс. Возникли гипотеза контракции, базирующаяся на взглядах о сокращении объема планеты по мере ее остывания (Э. Бомон), предположения о зависимости крупных форм рельефа от движений земных масс, представления о непрерывной связи внутренних и внешних сил развития Земли (М.Ломоносов). Впервые были предприняты попытки классифицировать живые организмы (Дж.Рей, К.Линней, Ж.Ламарк), а естественную историю Земли стали рассматривать совместно с живыми организмами, включая человека (Ж.Бюффон, Г.Лейбниц).
В середине XVIII в. появились новые научно обоснованные теории и гипотезы. Первой в этом ряду следует назвать теорию мироздания и образования Солнечной системы И.Канта (1755), в которой автор опирался на открытые И.Ньютоном (1686) законы всемирного тяготения и движения материи. Он предложил механическую модель происхождения мира из первоначально рассеянной неоднородной материи путем самопроизвольного усложнения ее структуры. Признавая вечность и бесконечность Вселенной, И. Кант говорил о возможности нахождения в ней жизни. По существу, с И. Канта началось познание истории природы и Земли на строго научной основе. Среди многих замечательных имен отметим исследователей, создавших фундамент современного землеведения как обобщающей науки о Земле.
А.Гумбольдт и К.Риттер являются крупнейшими учеными-географами и путешественниками первой половины XIX в., которые внесли огромный вклад в разработку многих географических понятий и закономерностей. А.Гумбольдт (1769-1859) создал 5-томный труд «Космос» по сравнительному землеведению (физическому миропониманию в оригинальной редакции) и написал о своих путешествиях по Новому Свету в 30 томах. В них он изложил новейшие идеи: ввел понятия «земной магнетизм», «магнитный полюс» и «магнитный экватор», обосновал эволюционные изменения земной поверхности, заложил основы палеогеографии, сравнил фауну Южной Америки и Австралии, установив их связи и различия, исследовал очертания континентов и положения их осей, изучил высоты материков и определил положение центров тяготения континентальных масс. При изучении атмосферы Гумбольдтом были установлены изменения воздушного давления в зависимости от широты и высоты места и времени года, выяснено климатическое распределение теплоты, влажности, воздушного электричества, доказана тесная связь внут-риземных и атмосферных процессов, а также взаимозависимость системы атмосфера-океан-суша. Понятие «климат» ученый употреблял в широком географическом понимании как свойство атмосферы, «...сильно зависимое от состояний моря и земли и произрастающей на ней растительности». Он также обосновал зависимость живой природы от климата и заложил основы научной геохимии.
С именем К.Риттера (1779-1859) связано становление современной географии. Он показал интегрирующую роль географии в естествознании и познании окружающего мира, сформулировал вполне материалистичный взгляд на природу как совокупность всех вещей, «существующих вблизи и вдали от нас, соединенных временем и пространством в стройную систему», высказал идею равновесия природных процессов и явлений в постоянных круговоротах и превращениях, доказал взаимодействие суши, моря и воздуха в процессе функционирования. В 1862 г. Риттер создал первый курс землеведения (на русский язык переведен в 1864 г.), основой которого он полагал физическую географию, объясняющую силы (процессы) природы. Оригинальную систему природы Земли ученый рассматривал как своеобразный организованный и постоянно развивающийся единый организм, отличающийся особым строением, законами и механизмами развития. К. Риттер придерживался мнения, что, только опираясь на идею земного организма или целостности Земли, можно представить появление и развитие ее составных частей, понять тайну устройства планеты. Он обосновал понятия «земное пространство» как целостное трехмерное единство и один из объектов физической географии и «ландшафт» в его современном значении, подчеркивая при этом его важную роль как основы органической жизни. Ученым разработано представление о рельефе как о пластике и конфигурации земной поверхности, создана классификация крупных форм рельефа, введены понятия «нагорье», «плоскогорье», «горная страна», «среда», «элемент», а также рассмотрена зависимость различных природных тел и этносов от географического положения.
К. Риттер создал научную школу, в которую входили такие крупные географы, как Э.Реклю, Ф.Ратцель, Ф. Рихтгофен, Э.Ленц, внесшие значительный вклад в понимание географических особенностей отдельных частей Земли и обогатившие содержание теоретического землеведения и физической географии.
Вторая половина XIX в. характеризуется новыми разработками в географических науках, из которых появились самостоятельные дисциплины. Наибольшая роль в это время принадлежит российским исследователям.
А.И.Воейков (1842- 1916) известен как основоположник климатологии. Он установил важнейшие факторы образования климата, обосновал энергетический баланс земного шара, объяснил механизм теплопередачи и климатические процессы в различных географических поясах.
Взаимосвязь природных явлений исследовалась В.В.Докучаевым (1846-1903). Основным результатом его трудов следует считать разработку понятия «природный комплекс» применительно к почве - самостоятельному естественноисторическому телу и продукту взаимодействия климата, живых организмов и материнских горных пород. Исследуя почвы и растительность, он ввел понятия «естественные исторические процессы» и «зоны природы», которые легли в основу открытого им закона мировой зональности. Докучаевым сформулирована программа комплексной и единой парадигмы нового естествознания - науки о соотношениях между живой и неживой природой, между человеком и окружающим его миром.
Г.Н.Высоцкий (1865-1940) внес существенный вклад в понимание процессов функционирования природных комплексов. Он установил водорегулирующую роль верхнего горизонта почвы, выделил типы почв по характеру водного режима. Ему удалось показать значение леса в гидроклиматических особенностях географической оболочки и его роль как одного из факторов развития географической среды. В методическом отношении его исследования обогатили науки о Земле применением пространственно-временных диаграмм для выявления изменений.
Примерно в эти же годы З.Пассарге (1867- 1958) ввел фундаментальное понятие физической географии - «естественный ландшафт» - территорию, где все компоненты природы обнаруживают соответствие. Он выделил факторы ландшафта, составил ландшафтную классификацию на примере Африки.
В России в эти же годы близкими вопросами занимался Л. С. Берг (1876- 1950), который обосновал понятие «ландшафтная зона» как совокупность одних и тех же ландшафтов и разработал обоснованное деление территории Сибири и Туркестана, а затем и всего Советского Союза на географические (ландшафтные) зоны. Он утвердил понятие о ландшафте как о закономерном единстве предметов и явлений, где целое влияет на части, а части - на целое. Им были заложены основы ландшафтно-географического районирования с выделением зон и ландшафтов как реально существующих природных образований с естественными границами. Берг сформулировал идею о смене ландшафтов в ходе развития планеты и доказал необратимость этих смен. Географию он считал наукой о географических ландшафтах, придавая ей тем самым страноведческий характер, а землеведение рассматривал как отрасль физической географии.
А.Н.Краснов (1862- 1914) известен как основоположник конструктивного землеведения, позволившего ему на этой основе разработать и осуществить мероприятия по преобразованию Черноморских субтропиков. Он создал первый курс «Общего землеведения» (1895-1899), задачей которого было нахождение причинной связи между формами и явлениями, обусловливающими несходство различных частей земной поверхности, а также исследование их характера, распространения и влияния на жизнь и культуру человека. Краснов подчеркивал антропоцентричность географии. Ему принадлежат классификации климатов и растительного покрова Земли, районирование земного шара по типам растительности, исходя из зонально-регионального принципа. К пониманию зональности географических процессов и явлений он подошел до открытия В.В.Докучаевым закона мировой зональности и описаний Л. С. Бергом ландшафтных зон. Оценивая научное наследие А. Н. Краснова, необходимо подчеркнуть, что он был первым исследователем землеведения, который практически воплотил часть своих выводов в переустройстве обширной территории. В отличие от предшественников задачей землеведения ученый считал не описание разрозненных явлений природы, а выявление взаимной связи и взаимообусловленности между явлениями природы, полагая, что научное землеведение интересует не внешняя сторона явлений, а их генезис.
Вслед за учебником А. Н. Краснова было издано «Общее землеведение» А. А. Крубера (1917), где дано понятие «земная оболочка», или «геосфера» (впоследствии разработанное А.А.Григорьевым). Крубер подчеркивал единство всех компонентов географической среды, которые необходимо изучать в целостности. Этот учебник был основным всю первую половину XX в.
Огромное значение для развития землеведения имели работы В. И. Вернадского (1863- 1945), главным образом его учение о биосфере. Введенное им понятие «живое вещество» и доказательство его широчайшего распространения и постоянного участия в природных процессах и явлениях, поставили вопрос о необходимости нового понимания сущности географической оболочки, которую следовало рассматривать как биокосное формирование. Научно-философские рассуждения позволили Вернадскому наряду с другими учеными (Л.Пастером, П.Кюри, И.И.Мечниковым) высказать мнение о космическом происхождении жизни (теория панспермии) и особом характере живого вещества. Биосферу ученый понимал как взаимосвязанную систему живых организмов и среды их обитания. К сожалению, многие взгляды Вернадского, в том числе его учение о ноосфере, долгое время были недостаточно востребованы и практически не учитывались в землеведении.
Новый этап в развитии землеведения совпадает с началом и серединой XX в. и связан с именами А. А. Григорьева (1883- 1968), С.В.Калесника (1901-1977), К.К.Маркова (1905-1980) и других ученых, которые вывели землеведение на современный путь развития. А.А.Григорьев ввел фундаментальные понятия, являющиеся объектом и предметом землеведения - «географическая оболочка» и «единый физико-географический процесс», объединив экологический подход в изучении географии с необходимостью взаимосвязанного рассмотрения всех процессов и явлений на Земле. Он заявил о землеведении как потенциальном разработчике и носителе общепланетарной стратегии выживания человечества в отношениях с природой.
С. В. Калесник обобщил достижения землеведения в своем учебнике (1947 г. и последующие переиздания), включив в него новые суждения о компонентах географической оболочки. Этот учебник и сегодня сохраняет свою ценность и является своеобразным примером для написания учебных материалов.
Продолжающаяся дифференциация географии привела к детальным разработкам ее отдельных частей. Появились специальные исследования ледникового покрова и его палеогеографического значения (К. К. Марков), геофизического механизма дифференциации земной поверхности по географическим зонам и высотной поясности (М. И. Будыко), истории климата на фоне изменений географической оболочки в прошлом (А. С. Монин), энергетического баланса Земли по дистанционным наблюдениям (К.Я. Кондратьев), ландшафтных систем Мира в их единстве и генетических различиях (А. Г. Исаченко), ландшафтной оболочки как части географической оболочки (Ф. Н. Мильков). В эти годы был установлен периодический закон географической зональности Григорьева- Будыко, выявлена огромная роль биоорганического вещества в формировании специфических геологических образований далекого прошлого (А.В.Сидоренко), появились новые направления географии - космическое землеведение, экологическая география, или глобальная экология, практически слились воедино исследования «точного» (физико-математического) и «натурального» (биолого-географического) естествознания в комплексную систему землеведения.
Середина и вторая половина XX в. были особенно наполнены событиями в различных отраслях знаний, которые потребовали качественных изменений во взглядах и суждениях.
Отметим наиболее значимые из них:
Поверхности планет и их спутников сложены горными породами основного и ультраосновного состава и испещрены кратерными неровностями - следами падений метеоритов или других космических тел;
На объектах Солнечной системы почти повсеместно отмечены вулканические процессы и льдистые образования, часть из которых может быть замерзшей водой; большинство космических тел имеет
Собственную атмосферу со следами кислорода и органических соединений (метан и др.); в космическом пространстве широко распространено органическое вещество, в том числе за пределами Солнечной системы; вокруг Земли существует пылевая сфера - космическая пыль, состоящая из минерального и органического веществ;
Живые организмы на Земле обнаружены во всех сферах и различных обстановках: внутри горных пород на удалении от поверхности на тысячи метров, при температуре окружающей среды в сотни градусов по Цельсию и давлении в тысячи атмосфер, в условиях высоких значений радиоактивного и иного излучения, при низких температурах почти до абсолютного нуля, на дне океанов в условиях вулканических извержений (белые и черные курильщики), в различных рассолах, включая металлоносные, в абсолютной темноте и без присутствия кислорода; фотосинтез может проходить без солнечного света (при свете от подводных извержений), а бактерии могут производить органическое вещество за счет химической энергии (хемосинтез); живые организмы чрезвычайно многообразны и сложны по своему строению, хотя и состоят из ограниченного количества биохимических соединений и генетических кодов;
Дно океанов сформировано главным образом молодыми базальтами с прослоями осадков в течение последних 150 млн лет; расширение рифтогенных образований на дне океанов идет в настоящее время со средними скоростями 4 - 5 см/год; на дне океанов широко развиты процессы дегазации вещества мантии - магмы, вулканических газов, ювенильных (впервые появившиеся) глубинных вод, термальных и металлоносных образований;
Строение коры континентов и дна океанов принципиально различается;
Континенты имеют древние (более 3,0 - 3,5 млрд лет) архейские ядра, что свидетельствует о постоянном местоположении их центральных частей и разрастании площадей современных материков главным образом за счет наращивания по периферии более молодых геологических структур; горные породы материков допалеозойского возраста (более 1 млрд лет) в большинстве случаев метаморфизованы;
Удельный вес кислорода атмосферного воздуха больше удельного веса фотосинтетического кислорода, что указывает на глубинный источник его происхождения при дегазации вещества мантии; исследование дегазируемого вещества в пределах суши показало присутствие в нем (%) диоксида углерода - около 70, оксида углерода - до 20, ацетилена - 9, оксида серы - 3,7, метана - 2,1, доля азота, водорода и этана не превышает 1 %;
В толщах Мирового океана происходит повсеместное перемешивание вод в виде восходящих и нисходящих потоков, разнообразных многоярусных течений, вихрей и др.;
Взаимодействие океана и атмосферы носит более сложный характер, чем предполагалось ранее (например, Эль-Ниньо и Ла-Нинья);
Природные катастрофы приводят к перемещению огромных масс вещества и энергии, что превышает эффект антропогенного воздействия на окружающую среду.
Новые данные убеждают в необходимости их учета при совершенствовании теоретических основ современного землеведения. Задача огромная, но посильная для исследователей XXI века. Следует максимально учитывать имеющиеся факты, интерпретируя их не только с позиций сегодняшних условий на поверхности Земли и прогрессивно-эволюционной направленности формирования геосистем, но и возможности иного пути развития (в частности направленно скачкообразного, эволюционно-катастрофического).
Контрольные вопросы
Каковы основные вехи становления землеведения?
Каков вклад ученых Древнего мира в землеведческие знания?
Какие открытия стимулировали развитие землеведения в эпоху Возрождения?
Как происходило развитие землеведения в XVII -XIX вв.?
Каков вклад российских исследователей в землеведение?
В чем состоит новейший этап развития землеведения?
Каковы современные проблемы землеведения?
ЛИТЕРАТУРА
Аплонов СВ. Геодинамика. - СПб., 2001.
Голубчик М.М., Евдокимов СП., Максимов Г.И. История географии. - Смоленск, 1998.
Джеймс П., Мартин Дж. Все возможные миры. История географических идей. - М., 1988.
Джонстон Р.Дж. География и географы. - М., 1987.
Есаков В. А. Очерки истории географии в России XVIII -начала XX века. - М., 1999.
Исаченко А. Г. Развитие географических идей. - М., 1971.
Жекулин В. С. Введение в географию. - Л., 1989.
Мукитанов Н. К. От Страбона до наших дней. - М., 1985.
Русское географическое общество. 150 лет. - М., 1995.
Саушкин Ю.Г. История и методология географической науки. - М., 1976.
Литература Неклюкова Н. П. Общее землеведение. –М. : Просвещение, 1967. – «Академия» , 2003. – 416 с. Савцова Т. М. Общее землеведение. М. : Издательский 335 с. 390 с. – 455 с. Шубаев Л. П. Общее землеведение. М. : Высшая школа, 1977. Мильков. С. Г. , Пашканг К. В. , Чернов А. В. Общее 1990. – центр Просвещение, 2004 – 288 с. Ф. Н. Общее землеведение. М. , землеведение. – Любушкина Неклюкова. Л. П. Общее. Бобков А. А. Землеведение. – М. : Изд. центр 2004. – Н. П. Данилов П. А. Землеведение и краеведение. Никонова М. А. , Ю. П. землеведение: В 2 ч. М. : Просвещение, М. : – М. : «Академия» , Селиверстов. Общее землеведение. М. : Высшая школа, 1974– 1976. – 366, 224 с Шубаев 1969. – 346 с. Любушкина С. Г. , Пашканг Половинкин А. А. Основы общего землеведения. краеведение. – М. : Гуманит. Изд. «Академия» , 2002. с. 240 К. В. Естествознание: Землеведение землеведение. М. , 1984. – 255 с. 304 с. 2002 – 456 Боков Б. А. , Черванев И. Г. Общее и. М. : Учпедгиз, 1958. – 365 с. Центр с. ВЛАДОС, К. И. , – Геренчук 2
Лекция 1 Введение 1. 2. 3. 4. 5. География в системе наук о Земле и жизни общества Объект, предмет общего землеведения Основоположники учения о географической оболочке Методы современного землеведения Научные и практические задачи 3
«Все науки делятся на естественные, неестественные и противоестественные» ЛАНДАУ Л. Д. (1908 -68), физик-теоретик, академик АН СССР, Нобелевский лауреат Современная наука – сложная система человеческих знаний, условно подразделяемая на три большие группы ¡Естественные науки, ¡Общественные науки, ¡Технические науки. 4
В процессе дифференциации произошло разделение наук на Фундаментальные ¡ математика, ¡ физика, ¡ механика, ¡ химия, ¡ биология, ¡ философия и т. д. Прикладные ¡ все технические включая сельскохозяйственные, науки. Цель фундаментальных наук заключается в изучении законов природы, общества, мышления. Цель прикладных наук – применение открытых законов и разработанных общих теорий к решению практических задач. 5
Географией называют систему естественных (физико-географических) и общественных (экономикогеографических) наук, изучающих географическую оболочку Земли, природные и производственные географические комплексы и их компоненты. География физическая экономическая 6
Физическая география – греч. физис – природа, гео – Земля, графо – пишу. То же самое, дословно – описание природы Земли, или землеописание, землеведение. Физическая география слагается из ¡ ¡ наук, изучающих географическую оболочку и ее структурные элементы – природные территориальные и аквальные комплексы (общее землеведение, палеогеография, ландшафтоведение), наук, изучающих отдельные компоненты и части целого (геоморфология, климатология, гидрология суши, океанология, география почв, биогеография и др.). 7
Во второй половине XX в. наряду с дифференциацией стали проявляться интеграционные тенденции. Интеграция – это объединение знаний, а по отношению к географии – это объединение знаний о природе и обществе. 8
Естественнонаучный блок Общая физическая география изучает географическую оболочку как целое, исследует ее общие закономерности, например зональность, азональность, ритмичность и др. , и особенности дифференциации на материки, океаны, природные комплексы, которые выделяются в процессе ее развития. ¡ Ландшафтоведение – наука о ландшафтной сфере и ландшафтах, т. е. индивидуальных природных комплексах. Она изучает структуру ландшафтов, т. е. характер взаимодействия между рельефом, климатом, водами и другими компонентами комплекса, их происхождение, развитие, распространение, современное состояние, а также устойчивость ландшафтов к антропогенным воздействиям и др. ¡ Палеогеография исследует закономерности развития географической оболочки Земли и составляющих ее ландшафтов. Главная ее задача – изучение динамики природных условий Земли в прошлые геологические эпохи. ¡ 10
Геоморфология изучает рельеф Земли. Пограничное положение геоморфологии сказалось и на ее основных научных направлениях: структурной геоморфологии (связь с геологией), климатической геоморфологии (связь с климатом), динамической геоморфологии (связь с геодинамикой) и др. ¡ Климатология (греч. klima – наклон, т. е. наклон поверхности к солнечным лучам). В современной климатологии сформировались как теоретические, так и прикладные дисциплины. Это: общая (или генетическая) климатология, которая изучает вопросы образования климата на Земле в целом и в отдельных ее регионах, тепловой баланс, циркуляцию атмосферы и др. ; климатография, дающая описание климата отдельных территорий на основе обобщенных данных метеорологических станций, метеоспутников, метеоракет и других современных технических средств; палеоклиматология, занимающаяся исследованием климата прошлых эпох; прикладная климатология, которая обслуживает разные отрасли хозяйства (сельское хозяйство – агроклиматология; воздушный транспорт – авиационная метеорология и климатология), в том числе строительство, организацию, курортов, туристских баз и др. ¡ 11
¡ Гидрология изучает гидросферу, основной предмет – природные воды, протекающие в них процессы, закономерности их распространения. В связи с разнообразием водных объектов в гидрологии сформировались две группы дисциплин: гидрология суши и гидрология моря (океанология). Гидрология суши, в свою очередь, разделяется на гидрологию рек (потамологию), гидрологию озер (лимнологию), гидрологию болот, гидрологию ледников (гляциологию), гидрологию подземных вод (гидрогеологию). ¡ Океанология (за рубежом ее чаще называют океанографией) изучает физические, химические, термические, биологические особенности морских вод; исследует водные массы с их индивидуальными характеристиками (соленость, температура и др.), морские течения, волнения, приливы и др. ; занимается районированием Мирового океана. Океанология в настоящее время – это целый комплекс наук и направлений, объединяющий физику моря, химию океана, термику океана и другие и связанный с климатологией, геоморфологией, биологией. 12
¡ Почвоведение. Географы считают его своей наукой, так как почва – это важнейший компонент географической оболочки, конкретнее – ландшафтной сферы. Биологи подчеркивают определяющую роль организмов в ее формировании. Почва формируется под влиянием различных факторов: растительности, материнских горных пород, рельефа и др. Это определяет тесные связи почвоведения с другими физико-географическими науками. Вместе с тем в почвоведении сформировались и такие направления, как химия почв, физика почв, биология почв, минералогия почв и др. Наиболее тесно связана с ландшафтоведением география почв, изучающая закономерности распространения почв, неоднородность почвенного покрова, занимающаяся районированием почв и др. В почвоведении используются разные методы исследования: географические (составление почвенных карт, профилей и др.), химические и физические лабораторные, микроскопические, рентгеновские и др. Наука тесно связана с сельским хозяйством, особенно земледелием. 13
¡ Биогеография – наука, изучающая закономерности распространения растительного покрова, животного мира, формирования биоценозов. Кроме нее, в состав биогеографии входят ботаническая география и зоогеография. Ботаническая география изучает особенности распространения и географической обусловленности растительного покрова, занимается вопросами классификации растительных сообществ, районирования и др. Ботаническая география – фактически смежная наука между физической географией и ботаникой. Зоогеография (география животных) изучает в принципе те же проблемы, ориентированные на животный мир. Вопросы распространения животных имеют важное значение, поскольку последние весьма подвижны и области их обитания в течение исторического времени меняются. Специфической для зоогеографии проблемой является миграция животных, особенно птиц. Зоогеография, так же как и ботаническая география, сформировалась на стыке физической географии и зоологии. 14
Так, на стыке геохимии и ландшафтоведения сложилась очень интересная дисциплина – геохимия ландшафта. Геохимия – наука о распространении химических элементов в земной коре, их миграциях, изменениях химического состава за геологическую историю. Отдельные компоненты ландшафта (вода, почва, растительность, животные) имеют своеобразный состав химических элементов, а в пределах ландшафта наблюдаются и специфические миграции элементов. Геофизика ландшафта – формирующаяся наука, расположенная на стыке ландшафтоведения и геофизики. Напомним, что геофизические науки изучают физические процессы, протекающие как в целом на Земле, так и в отдельных геосферах – литосфере, атмосфере, гидросфере. Важнейшее свойство ландшафта – продуктивность – в значительной степени зависит от соотношения тепла и влаги на данной территории. Поэтому практической задачей геофизики ландшафта является полное использование энергетических ресурсов в сельском хозяйстве. Исследования излучательных и отражательных свойств природных систем находятся в основе радиофизики ландшафта. Это новое направление имеет отношение к радиолокации. Радиолокационные методы учитывают способность отдельных участков природной среды излучать и рассеивать радиоволны. 15
Биоклиматология, образовавшаяся на грани климатологии и биологии, изучает влияние климата на органическую жизнь: растительность, животный мир, человека. На основе ее сформировались медицинская климатология, агроклиматология и др. Прикладной ветвью физической географии является мелиоративная география. Здесь отметим только, что она изучает вопросы улучшения природной среды посредством осушения, орошения, снегозадержания и др. 16
Социально-экономический Общая социально-экономической география. Наряду с общей социально-экономической географией в блок входят отраслевые науки (география промышленности, география с/х, география транспорта, география сферы обслуживания), а также география населения, политическая география, экономико-географическое страноведение. ¡ География промышленности изучает территориальные закономерности размещения промышленности, условия формирования производств. Она опирается на связи, которые существуют между производствами. ¡ География сельского хозяйства изучает закономерности размещения сельскохозяйственного производства в связи с формированием агропромышленных комплексов страны, республики, области, района. ¡ География транспорта изучает закономерности размещения транспортной сети и перевозок, причем транспортные проблемы рассматриваются в комплексе с развитием и размещением отраслей промышленности, сельского хозяйства, экономическим районированием. ¡ География населения изучает широкий круг проблем, посвященных анализу формирования и размещения населения и населенных пунктов, сфер обслуживания. География населения тесно связана с социологией, демографией, экономикой, а также с географическими науками. Прикладные аспекты ее исследований направлены на закрепление населения в новых осваиваемых районах. ¡ Особый и важный раздел науки – география населенных пунктов. Знамением нашего времени являются почти повсеместная урбанизация, возникновение огромных городов и агломераций. География городов изучает вопросы размещения городских поселений, их типы, структуру (производственную, демографическую), взаимосвязи с окружающей территорией. Главная задача этой дисциплины – исследование пространственных аспектов урбанизации. Наука выясняет причины притока населения в отдельные города, оптимальные их размеры, изучает экологическую обстановку, которая в городах ухудшается. ¡ География сельского расселения (сельских поселений) изучает как общие вопросы размещения населения в сельской местности, так и особенности распространения поселений в отдельных регионах страны. ¡ Социально-экономическое развитие и политика стран различны, поэтому они разделяются на три основные группы: социалистические, капиталистические, развивающиеся. Географические аспекты политики разных стран, особенности их политического устройства – эти вопросы изучает политическая география, которая связана с 17 этнографией, историей, экономикой и другими науками. ¡
Природно-общественный блок Интеграционные процессы в географии протекают не только в рамках естественнонаучного или социальноэкономического блока, но и на рубеже этих блоков, где возникают науки, предметами исследования которых являются различного типа взаимодействия между природой и обществом. ¡ Геоэкология – наука о взаимоотношениях человека с конкретными особенностями природной среды. Основной предмет ее изучения – состояние природных систем, экологическая обстановка, сложившаяся в разных регионах Земли. ¡ География природных ресурсов – наука о размещении ресурсов развития хозяйства. Историческая география – это наука о взаимоотношениях общества и окружающей среды в историческом прошлом. Главная задача - анализ исторического изменения экологической обстановки на Земле, истории освоения территории, использования ресурсов. ¡ Медицинская география возникла на стыке экологии человека, медицины и географии. Эта наука изучает влияние природных и социально-экономических факторов на здоровье населения разных стран и регионов. ¡ С медицинской географией тесно связана рекреационная география, которая изучает географические аспекты организации отдыха населения в свободное время, когда восстанавливаются физические и духовные силы человека. В ее задачи входят оценка природных объектов, используемых для отдыха людей, изучение экономики организации отдыха, проектирование размещения домов отдыха, туристических баз, стоянок, туристских маршрутов и др. ¡ В последние годы как комплексное направление формируется география океана. В отличие от традиционной океанологии, о которой речь шла выше, эта наука изучает в единстве природные и общественные закономерности, проявляющиеся в океанах. Главная задача ее – разработать основы рационального использования природных ресурсов океана, сохранения и улучшения океанической среды. ¡ 18
«Сквозные» науки К их числу относятся дисциплины, концепции, методы и приемы которых пронизывают всю систему географических наук. Поэтому их нельзя включить ни в один из уже рассмотренных блоков. Огромное значение для всех географических наук (и не только их) имеет картография. Основная ее цель – правильно отобразить существующий мир картографическими средствами. Картография широко использует математический аппарат, а внедрение и производство карт ЭВМ позволило автоматизировать этот процесс. Картография тесными узами связана с геодезией, которая изучает фигуру и размеры Земли и получает точные сведении о геометрических параметрах Земли, и фотограмметрией – дисциплиной, определяющей по аэро- и космическим снимкам положение и размеры объектов земной поверхности. История географии изучает развитие географической мысли и открытие человеком Земли. Она состоит из двух взаимосвязанных разделов: истории путешествий и географических открытий и истории географических учений, т. е. истории создания современной системы географических наук. 19
2. Предлагались разные термины для определения объекта географии: ¡ ¡ ¡ географическая оболочка, ландшафтная оболочка, геосфера, ландшафтная сфера, биогеносфера, эпигеосфера и др. Наибольшее признание получил термин «географическая оболочка» . 20
Итак, географы установили специфический ОБЪЕКТ своих исследований. Это – географическая оболочка, которая представляет собой единое и сложное образование, состоящее из взаимодействующих главных земных сфер или их элементов – литосферы, атмосферы, гидросферы, биосферы. Предметом изучения общего землеведения является исследование закономерностей структуры, функционирования, динамики и эволюции географической оболочки, проблемы территориальной дифференциации (т. е. пространственные соотношения развивающихся территориальных объектов). 21
3. Основоположники учения о географической оболочке А. Гумбольдт В. И. Веднадский Л. С. Берг В. В. Докучаев С. В. Калесник 22
Важнейшими общенаучными методами является ¡ материалистическая диалектика. Ее законы и основные положения о всеобщей связи явлений, единстве и борьбе противоположностей составляют методологическую основу географии; ¡ с материалистической диалектикой связан и исторический метод. В физической географии исторический метод нашел свое выражение в палеогеографии; ¡ общенаучное значение имеет системный подход к изучаемому объекту. Каждый объект рассматривается как сложное образование, состоящее из структурных частей, взаимодействующих друг с другом. 24
Междисциплинарные методы – общие для группы наук ¡ Математический метод – важный метод в географии, но нередко тестирование, запоминание количественных характеристик подменяют развитие творческой, думающей личности. ¡ Геохимический и геофизический методы позволяют оценить потоки вещества и энергии в географической оболочке, круговороты, термический и водный режимы. ¡ Модель – графическое изображение объекта, отражающее структуру и динамические связи, дающее программу дальнейших исследований. Широкую известность получили модели будущего состояния биосферы Н. Н. Моисеева. Человечество поняло, что биосфера – одна для всех людей мира и сохранение ее является средством выживания. 25
К специфическим методам в географии относятся ¡ Сравнительно-описательный и картографический методы – самые старые методы в географии. А. Гумбольдт (1769– 1859) в «Картинах природы» писал, что сравнивать между собой отличительные особенности природы отдаленных стран и представлять результаты этих сравнений – благодарная задача географии. Сравнение выполняет ряд функций: определяет ареал сходных явлений, разграничивает сходные явления, делает незнакомое знакомым. ¡ Экспедиция – это хлеб географии. Геродот в середине V в. до н. э. совершил многолетние путешествия: побывал в причерноморских степях, посетил Малую Азию, Вавилон, Египет. В своем девятитомном труде «История» он описал природу, население, религию многих стран, привел данные о Черном море, Днепре, Доне. ¡ Разновидностью полевых исследований являются географические стационары. Инициатива их создания принадлежит А. А. Григорьеву (1883– 1968), первый стационар под его руководством был создан на Тянь-Шане. Широкой известностью пользуются географический стационар Государственного гидрологического института (ГГИ) на Валдае, географический стационар МГУ в Сатино. На их базе проводятся комплексные географические исследования. В МПГУ географическим стационаром является база в Тарусе, на материалах, полученных при полевых 26 исследованиях, написаны многочисленные курсовые и дипломные работы.
¡ Изучение географических карт перед выездом в поле – необходимое условие для успешных полевых работ. В это время выявляются пробелы в данных, определяются районы комплексных исследований. Карты – конечный итог полевых работ, они отражают взаиморасположение и структуру изученных объектов, показывают их взаимосвязи. ¡ Аэрофотосъемка используется в географии с 30 -х годов XX в. , космические снимки появились сравнительно недавно. Они позволяют в комплексе, на больших территориях и с большой высоты оценить изучаемые объекты. Современный географ – это высокоэрудированный, многогранный исследователь с особым географическим, комплексным мышлением и взглядом на мир, способный за незначительным на первый взгляд явлением увидеть стройную систему временных и пространственных связей и взаимодействий. Он изучает окружающий мир в его природном и социально-экономическом многообразии. Все географические исследования отличает специфический географический подход – фундаментальное представление о взаимосвязи и взаимообусловленности явлений, комплексный взгляд на природу. Он характеризуется территориальностью, глобальностью, историзмом. И, как в давние времена, племя одержимых жаждой знаний людей покидает уютные и обжитые места, отправляясь в составе экспедиций раскрывать тайны планеты, преобразовывать ее лик. 28
29
5. НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ ¡ Античная география в основном имела описательную функцию, занималась описанием вновь открытых земель. ¡ Однако в недрах описательного направления зарождалось другое направление – аналитическое: первые географические теории появились в античное время. Аристотель – основоположник аналитического направления в географии. ¡ В XVIII – XIX вв. , когда мир был в основном открыт и описан, на первое место вышли аналитическая и объяснительная функции: географы анализировали накопленные данные и создавали первые гипотезы и теории. ¡ В настоящее время на ноосферном этапе развития географической оболочки большое внимание уделяется географическому прогнозу и мониторингу, т. е. контролю за состоянием природы и предвидению будущего ее развития. ¡ Важнейшая задача современной географии – разработка научных основ рационального использования природных ресурсов, сохранения и улучшения природной среды. 30
Современной задачей общего землеведения будем считать познание закономерностей строения, динамики и развития географической оболочки для разработки системы оптимального управления происходящими в ней процессами. 31
Юлия Александровна Гледко
Общее землеведение: учебное пособие
Допущено
Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов учреждений высшего образования по специальностям «География (по направлениям)», «Гидрометеорология», «Космоаэрокартография», «Геоэкология»
Рецензенты:
кафедра физической географии учреждения образования «Белорусский государственный педагогический университет имени М. Танка» (доцент кафедры физической географии кандидат географических наук О. Ю. Панасюк);
декан факультета естествознания, доцент кафедры географии и охраны природы учреждения образования «Могилевский государственный университет имени А.А. Кулешова» кандидат педагогических наук, доцент И.Н. Шарухо
Введение
Общее землеведение – это отрасль географии, изучающая закономерности структуры, функционирования, динамики и эволюции географической оболочки на разных территориальных уровнях: глобальном, континентальном, зональном, региональном, локальном. Роль общего землеведения в системе географических наук уникальна. Представления землеведения (зональность, целостность, системность, эндогенное и экзогенное происхождение ряда форм рельефа и т. д.) играют ведущую роль в формировании гипотез о строении внешних оболочек других планет Солнечной системы, определяющих программы их исследования с помощью космических средств. Большинство наук о Земле опираются на базисные представления землеведения о взаимосвязях атмосферы, гидросферы, растительности и рельефа, суши и океанов, различных природных зон.
Общее землеведение – основа географического образования, его фундамент в системе географических наук. Наиболее важной задачей дисциплины является изучение географической оболочки, ее структуры и пространственной дифференциации, основных географических закономерностей. Эта задача обусловливает теоретическое содержание дисциплины. Наиболее общим для географии является закон географической зональности, поэтому в курсе общего землеведения прежде всего рассматриваются факторы, формирующие географическую оболочку и основную ее структурную особенность – горизонтальную (широтную) зональность. Законы целостности, эволюции, круговоротов вещества и энергии, ритмичности рассматриваются для всех сфер географической оболочки с учетом экологических условий.
Концепция землеведения, которая сложилась как системное учение о целостном объекте – географической оболочке – главным образом на протяжении XX в., в настоящее время приобретает дополнительную основу в виде космического землеведения, изучения глубинного строения Земли, физической географии Мирового океана, планетологии, эволюционной географии, исследования окружающей среды, ее сохранения для человечества и всего биологического многообразия. В связи с этим направленность общего землеведения заметно трансформировалась – от познания фундаментальных географических закономерностей к исследованию на этой основе «очеловеченной» природы с целью оптимизации природной среды и управления процессами, в том числе обусловленными человеческой деятельностью и ее последствиями, на планетарном уровне.
Современным направлением землеведения является создание единой интегрированной цифровой модели географической оболочки, подобной уже существующим моделям климатической системы, океанов, подземных вод и др. Ставится задача моделирования отдельных оболочек с целью постепенной интеграции их в единую модель планеты. Ключевым в построении данной модели в отличие от моделирования климата, океанов, оледенения является включение человеческой деятельности как основной силы, изменяющей географическую оболочку и в то же время зависящей от изменений, в ней происходящих. Перспектива создания такой модели заключается в широком использовании компьютерных технологий, развитии геоинформационных систем разного профиля и назначения, разработке новых принципов и средств сбора, обработки, хранения и передачи данных. Возникает необходимость во все большем объеме привлекать новые источники информации: аэрокосмические съемки, автоматические наблюдения с наземных и морских станций. Использование материалов аэрокосмических съемок позволяет получить новые фундаментальные знания о строении и развитии географической оболочки, организовать мониторинг геосистем разного ранга, обновить фонды топографических и тематических карт, а также создавать новые картографические документы научного и прикладного значения.
Представления и модели землеведения, существующие в настоящее время, наиболее ярко проявляются в процессе решения глобальных проблем, затрагивающих интересы всего человечества. Так, с концепциями землеведения связаны проблемы загрязнения атмосферы и гидросферы, включая переход локальных воздействий в глобальные, структурно-динамические изменения, происходящие в литосфере, нарушение регуляторной функции биоты и т. д.
Таким образом, спектр стоящих перед землеведением теоретических и практических задач огромен: исследование эволюции географической оболочки Земли; изучение истории взаимодействия природы и общества; анализ стихийных катастрофических природных явлений в их связи с хозяйственной деятельностью человека; разработка сценариев для моделирования отдельных оболочек с целью объединения их в единую модель планеты, прогнозирование глобальных изменений с учетом связей в системе «природа – население – хозяйство».
Место общего землеведения в системной классификации географических наук
1.1. Общее землеведение в системе географических наук
Географией называется комплекс тесно связанных между собой наук, который делится на четыре блока (Максаковский, 1998): физико-географические, социально-экономико-географические науки, картографию, страноведение. Каждый из этих блоков, в свою очередь, подразделяется на системы географических наук.
Блок физико-географических наук состоит из общих физико-географических наук, частных (отраслевых) физико-географических наук, палеогеографии. Общие физико-географические науки делятся на общую физическую географию (общее землеведение) и региональную физическую географию.
Все физико-географические науки объединяет общий объект исследования. Большинство ученых пришли к единому мнению о том, что все физико-географические науки изучают географическую оболочку. По определению Н.И. Михайлова (1985), физическая география – наука о географической оболочке Земли, ее составе, структуре, особенностях формирования и развития, пространственной дифференциации.
Географическая оболочка (ГО) – сложная внешняя оболочка Земли, в пределах которой происходят интенсивные взаимодействия минеральной, водной и газовой сред (а после возникновения биосферы – и живого вещества) под воздействием космических явлений, прежде всего солнечной энергии. Единой точки зрения по поводу границ географической оболочки среди ученых не существует. Оптимальными границами ГО являются верхняя граница тропосферы (тропопауза) и подошва зоны гипергенеза – граница проявления экзогенных процессов, в пределах которых находится основная масса атмосферы, вся гидросфера и верхний слой литосферы с живущими или жившими в них организмами и следами человеческой деятельности (см. тему 9).
Таким образом, география не является наукой о Земле вообще (такая задача была бы непосильной для одной науки), а изучает только определенную и довольно тонкую ее пленку – ГО. Однако и в этих пределах природа изучается многими науками (биология, зоология, геология, климатология и др.). Какое же место занимает общее землеведение в системной классификации географических наук? Отвечая на этот вопрос, необходимо сделать одно пояснение. У каждой науки различаются объект и предмет изучения (объект науки – конечная цель, к которой стремится любое географическое исследование; предмет науки – ближайшая цель, задача, стоящая перед конкретным исследованием). При этом предмет изучения науки становится объектом изучения целой системы наук на более низкой классификационной ступени. Таких классификационных ступеней (таксонов) четыре: цикл, семейство, род, вид (рис. 1).
Вместе с географией в цикл наук о Земле входят геология, геофизика, геохимия, биология. Объектом всех этих наук является Земля, но предмет изучения у каждой из них – свой: для географии это земная поверхность как неразрывный комплекс естественного и социального происхождения; для геологии – недра; для геофизики – внутреннее строение, физические свойства и процессы, происходящие в геосферах; для геохимии – химический состав Земли; для биологии – органическая жизнь.
1. Понятие о географической оболочке. Важнейшие интегральные свойства и закономерности географической оболочки
Общее землеведение изучает строение, развитие и пространственное расчленение географической оболочки.
Географическая оболочка - сложное комплексное образование, состоящее из ряда компонентных оболочек (литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы), между которыми происходит обмен веществом и энергией, объединяющий эти разнокачественные оболочки в новое целостное единство, в особую планетарную систему. Следствием этого взаимодействия являются разнообразные формы рельефа, осадочные породы и почвы, возникновение и развитие живых организмов, в т. ч. человека.
Важнейшими интегральными свойствами географической оболочки являются:
- 1. Способность аккумулировать и трансформировать солнечную энергию.
- 2. Насыщенность различными видами свободной энергии, обеспечивающими многообразие протекающих в ее пределах природных процессов.
- 3. Способность продуцировать биомассу и служить природной средой для существования и развития человеческого общества.
Частными свойствами географической оболочки являются:
- -пребывание вещества в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном;
- -присутствие всех химических элементов, существующих на планете Земля;
- -разнообразие форм движения вещества;
- -усвоение и преобразование материи и энергии, поступающих как из внутренних частей планеты Земля, так и из Космоса, преимущественно от Солнца;
- -наличие феномена жизни - живых организмов и их колоссальной энергии;
- -наличие условий, делающих возможным существования человека и развитие общества.
Географическая оболочка характеризуется также определенными законами и закономерностями.
В философии и географии принято четко различать понятия «закон» и «закономерность». Закон - это устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями в природе и обществе. Закономерность - совокупность законов. В географии мы имеем дело преимущественно с закономерностями, имеющими системную обусловленность.
Основными закономерностями географической оболочки являются: целостность, ритмичность, круговорот веществ и широтная зональность (высотная поясность), развитие (нарастание сложности структуры).
Остановимся на развитии географической оболочки более подробно. С философской точки зрения, развитие - это необратимое, направленное, закономерное изменение материи и сознания, их универсальное свойство. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта - его состава и структуры. Различают следующие две формы развития: 1) эволюционное развитие (постепенность) и 2) революционное развитие (скачок). Выделяют также две линии развития: а) прогрессивное (восходящее) развитие и б) регрессивное (нисходящее) развитие.
История развития географической оболочки насчитывает несколько миллиардов лет. Возраст планеты Земля определяется величиной в 4,5 - 5 млрд. лет.
Отмеченные свойства и закономерности географической оболочки характеризуют ее как самостоятельную целостную систему, свойства которой не сводятся к сумме свойств ее частей. Однако целостность этой системы отнюдь не означает ее внутреннего однообразия.
земной рельеф циркуляция галактика
2. Вертикальная и горизонтальная дифференциация географической оболочки
Географическая оболочка характеризуется чрезвычайно сложной структурой, являясь неоднородной как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.
В вертикальном направлении географическая оболочка распадается на ряд компонентных (частных) оболочек, в каждой из которых преобладает вещество в определенном агрегатном состоянии или форме ее организации. Эта дифференциация вещества произошла в процессе развития Земли как одной из планет Солнечной системы. Вещество частных оболочек формирует различные компоненты природы: рельеф с образующими его горными породами, почвы с корой выветривания, сообщества растений и животных (биоценозы), водные и воздушные массы и т.д.
Горизонтальная неоднородность географической оболочки обусловлена прежде всего территориальной дифференциацией энергии, связанной с формой и происхождением планеты Земля: различным количеством лучистой энергии, поступающей из Мирового пространства, и внутренней энергии Земли, получаемым тем или иным участком оболочки. Она образовалась в процессе длительного развития географической оболочки и выражается в существовании природных территориальных и природных аквальных комплексов (соответственно - ПТК и ПАК) - исторически обусловленных и территориально ограниченных закономерных сочетаний взаимосвязанных компонентов природы. Эти комплексы и являются основным объектом комплексных физико-географических исследований.
Как вертикальная, так и горизонтальная неоднородность географической оболочки возникли в процессе ее формирования и развития. Однако вертикальная неоднородность обусловлена исключительно дифференциацией вещества, а горизонтальная - связана главным образом с пространственной дифференциацией энергии. Так как подавляющая часть энергии поступает в географическую оболочку извне и подвержена значительным изменениям в пространстве и во времени, горизонтальная дифференциация менее устойчива, более динамична и постоянно усложняется в процессе эволюции географической оболочки. В результате длительного развития в пределах географической оболочки сформировалось большое количество ПТК разной величины и различной степени сложности, как бы вложенных друг в друга и представляющих собой систему соподчиненных единиц, т.е. определенную иерархическую лестницу, так называемую единую таксономическую систему.
3. Единая таксономическая система природных комплексов
В единой иерархической системе таксономических единиц намечаются три уровня организации ПТК: планетарный (глобальный), региональный и топологический (локальный), обусловленные разными закономерностями дифференциации географической оболочки на каждом из этих уровней.
Топологические (локальные) природные комплексы. Каждый более мелкий комплекс возникает и обособляется в процессе развития вмещающего его более крупного ПТК. Поэтому, чем мельче комплекс, тем он моложе, тем проще устроен и тем более динамичен.
Простейшим, элементарным ПТК является фация. Основным диагностическим признаком фации служит пространственная однородность слагающих ее компонентов. Фация обладает в своих пределах одинаковой литологией слагающих пород, однообразным рельефом, получает одинаковое количество тепла и влаги на всем своем протяжении. Это обусловливает на всем ее пространстве господство однообразного микроклимата, а следовательно, и формирование одного коренного биоценоза. На местности фации обычно занимают часть формы микрорельефа. Примерами фаций могут служить: вершина песчаного вала на речной террасе с бором-беломошником на среднеподзолистых песчаных почвах; верхняя часть склона моренного холма северной экспозиции с ельником-зеленомошником на среднеподзолистых среднесуглинистых почвах; наклонная поверхность междуречья, сложенная покровными с дерново-слабоподзолистыми среднесуглинистыми почвами и т.д.
Обычно фации закономерно сменяют друг друга по профилю рельефа. Сочетание фаций, приуроченных к одному элементу рельефа, характеризуется некоторыми общими признаками: определенным единством и направленностью современных процессов (гравитационных, поверхностного стока, оподзоливания и т.д.), сходным гидрологическим режимом, сходством в отношении поступающей солнечной энергии и т.д. Это позволяет группировки фаций, объединенных общностью местоположения на каком-либо элементе формы мезорельефа, выделить в качестве самостоятельного, более сложного ПТК - подурочища. Примерами подурочищ могут служить группировки фаций, расположенных на склоне оврага, холма или балки, на вершинной поверхности холма или на днище балки, на поверхности поймы или надпойменной террасы и т.д.
Более сложным ПТК является урочище, представляющее собой определенную систему генетически, динамически и территориально взаимосвязанных фаций и подурочищ. Как правило, урочища бывают четко обособлены в пространстве; каждое из них обычно целиком занимает всю форму мезорельефа. В связи с тем, что каждая форма мезорельефа служит причиной обособления занимающего ее ПТК от соседнего, в равнинных условиях каждый овраг, холм, западина, пойма, речная или озерная терраса - это не только геоморфологические образования, но обязательно и отдельные ПТК, чаще всего урочища. Урочища могут быть 1) простыми, состоящими из одних лишь фаций, и 2) сложными, в которых хотя бы один элемент рельефа занят подурочищем. Характерные сочетания закономерно повторяющихся урочищ образуют более крупные ПТК - ландшафты.
Ландшафт - это генетически однородный природный территориальный комплекс, имеющий одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа, одинаковый климат и состоящий из свойственного только данному ландшафту набора динамически сопряженных и закономерно повторяющихся в пространстве основных и второстепенных урочищ. Основным диагностическим признаком ландшафта является его морфологическая структура, т.е. набор и пространственное размещение слагающих его более мелких ПТК (морфологических единиц). Морфологическая структура ландшафта раскрывается через различные морфологические единицы.
Представляя собой систему взаимосвязанных сравнительно простых ПТК, ландшафт в то же время сам является составной частью более сложных ПТК и в конечном счете - частью географической оболочки.
Ландшафт, с одной стороны, венчает ряд ПТК топологического уровня, с другой - ландшафтом начинается ряд единиц регионального уровня.
Таким образом, в единой иерархической системе таксономических единиц вычленяются следующие три уровня организации ПТК: планетарный (глобальный), региональный и топологический (локальный).
Выше было сказано, что объектом изучения общего землеведения является географическая оболочка, поэтому общее землеведение должно рассматриваться как учение о географической оболочке. Основы учения о географической оболочке были созданы в 30-е годы текущего столетия, однако некоторые идеи, а также исследования состава, структуры и эволюции оболочки развивались на протяжении всего предшествующего длительного этапа формирования физической географии и смежных наук.
Определение общего землеведения как учения о географической оболочке еще не в полной мере раскрывает специфику этой науки. В ходе развития любой науки ее объект рассматривается под разными углами зрения, и, как правило, начинается исследование с чисто внешних, поверхностных черт, а затем переходят к выявлению более глубинных, сущностных особенностей. Это связано с определенными закономерностями познания любого объекта, присущими науке, а также и с изменением задач, которые ставит перед наукой общество. Та сторона объекта, которая рассматривается данной наукой на соответствующем этапе развития, составляет предмет ее исследования (Плахотник А. Ф., 1981). Изменение задач, которые решает данная наука при исследовании объекта, означает, таким образом, и изменение ее предмета.
На протяжении многих столетий (вероятно, до середины XIX в.) географы занимались преимущественно описанием земной поверхности. Постепенно наряду с описанием стали решаться задачи научного объяснения явлений, которые удавалось наблюдать. Наиболее отчетливо этот переход наметился в трудах А. Гумбольдта.
В современный период возросшего воздействия человечества на природную среду, ее сильного загрязнения и возникновения дефицита природных ресурсов все более актуальными становятся задачи управления природопользованием, направленного, с одной стороны, на удовлетворение потребностей человечества в природных ресурсах, с другой - на оптимизацию окружающей природной среды, т. е. такое использование ресурсов, которое обеспечивало бы ее нормальное функционирование. Задача оптимизации природной среды решается на нескольких уровнях: локальном, региональном и глобальном. Первый связан с преобразованием природной среды на небольших территориях - непосредственно там, где было оказано воздействие. Опыты такого воздействия известны с самых ранних этапов существования человечества. Это ирригация и распашка земель, вырубка леса и т. п. На региональном уровне воздействие на природу складывается из отдельных частных локальных изменений. Примером могут служить изменения на территории обжитых районов суши земного шара. Оптимизация природопользования на региональном уровне требует уже целенаправленных и согласованных воздействий на уровне административной части территории страны, целого государства или группы государств.
Глобальный уровень оптимизации соответствует всей географической оболочке или очень значительной ее части - полушарию, континенту, океану. Это как раз тот уровень, на котором необходимо знание законов строения, функционирования, динамики и развития географической оболочки как целостной природной системы. Целесообразность и принципиальная возможность оптимизации географической оболочки стала осознаваться относительно недавно, уже в эпоху научно-технического прогресса. Благодаря успехам таких интегрирующих отраслей и наук, как теория систем, кибернетика и математическое моделирование, а также накоплению фактических наблюдений, полученных из Космоса, и возможности непрерывного слежения за состоянием географической оболочки и ее реакциями на техногенную деятельность постепенно сформировалось представление о ней как целостной организованной системе, обладающей способностью к саморегуляции и автоматическому поддержанию на определенном уровне значений основных жизненно важных параметров и функций. В таком подходе - новизна задачи и возможностей оптимизации географической оболочки. Оптимизация должна состоять в направленном, наперед рассчитанном, дозируемом воздействии, которое в первую очередь должно затрагивать механизмы, управляющие саморегулированием. Такими представляются авторам современная концепция общего землеведения и сущность задач, которые жизнь настоятельно выдвигает перед общим землеведением - единственной наукой, изучающей географическую оболочку как целостную систему и поэтому ответственную за успехи человечества в области глобального регулирования состояний окружающей природной среды с целью ее оптимизации.
Следовательно, современной задачей общего землеведения будем считать познание закономерностей строения, динамики и развития географической оболочки для разработки системы оптимального управления происходящими в ней процессами.
Географическая оболочка, являясь, по существу, природной средой обитания человеческого общества, в настоящее время более или менее изменена хозяйственной деятельностью, а в ряде случаев, будучи тесно с нею связана, образует природно-техническую систему. В этом новом состоянии, которое уже нельзя назвать чисто природным, географическая оболочка приобрела качественно новые черты. Поэтому критерии оптимизации связаны не только с сохранением и улучшением природных свойств, но и с созданием, конструированием новых, неизвестных ранее свойств, сочетаний, состояний, т. е. решением тех задач, которые в современной географической литературе относятся к конструктивной географии. Современное общее землеведение все более становится конструктивной наукой.
Многие проблемы, возникающие в общем землеведении на современной конструктивной стадии его развития, настолько сложны и обширны, требуют такой глубокой и разносторонней проработки, использования такого арсенала методов, что непосильны одной какой-либо отрасли знания, науке или даже группе родственных наук. По этой причине задачи оптимизации окружающей природной среды, конструирования природно-технических систем, являющиеся наиболее актуальными на сегодняшний день и в ближайшем будущем, являются задачами междисциплинарными. В этом смысле общее землеведение должно выступать интегрирующим звеном в разработке таких задач.
Необходимо иметь в виду, что разработка модели управления такой сложной системой, как географическая оболочка, - задача кибернетическая, и поэтому она требует последовательного системного подхода для своей реализации. Для этого надо вскрыть и глубоко изучить природные механизмы саморегулирования, которые управляют процессами энерго- и массообмена, и разработать теорию, которая позволяла бы активно воздействовать на эти механизмы. Такая теория в землеведении пока еще не создана.
Однако понимания современных процессов еще недостаточно для того, чтобы эффективно воздействовать на географическую оболочку. Географическая оболочка - уникальное явление в Солнечной системе. Она не имеет аналогов, изучение которых помогло бы проверить наши теоретические построения. Нет других природных систем, которые использовались бы в качестве ее модели. Из-за непредсказуемости результатов и сложности (опасности) экспериментирования общее землеведение должно опираться на анализ истории развития природы земной поверхности, чтобы путем такого анализа вскрыть причины явлений, уже происходивших в прошлом. Поэтому ближайшим спутником общего землеведения является палеогеография, позволяющая использовать знания о прошлом для анализа настоящего и прогнозирования будущего.
В развитии и функционировании географической оболочки очень большую роль играет ее структура, обеспечивающая целостность ее как природной системы. Поэтому изучение структуры географической оболочки - одна из первых задач общего землеведения.
Географическая оболочка - динамическая система. В ней непрерывно происходят движения масс вещества, наблюдаются взаимопереходы энергии, проявляются процессы направленного изменения и ритмики. Все они образуют сложную систему энерго- и массообмена, происходящего между оболочкой и внешней средой, а также между подсистемами географической оболочки. Динамика географической оболочки изучена пока недостаточно. Ее исследование - также важная задача общего землеведения.
Для того чтобы сознательно вмешиваться в «жизнь» системы с целью ее оптимизации, необходимо соответствующее знание о ней. Системный анализ географической оболочки делает первые шаги. Очевидно, что его успехами будет в значительной мере определяться реальность решения той задачи, которая была сформулирована выше в качестве современной задачи общего землеведения.
