СИММЕТРИЙНЫЙ АНАЛИЗ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СТЕПНЫХ ЛАНДШАФТОВ ДНЕСТРОВСКО-ПРУТСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

SYMMETRY ANALYSIS OF SPETIAL ORGANIZATION STEPPE LANDSCAPES OF DNIESTER-PRUT INTERFLUVE

И.П.Капитальчук

I.P.Kapitalchuk

Приднестровский государственный университет им. Т.Г. Шевченко

(3300 MD, Тирасполь, Молдова, ул. 25 Октября, 128)

Transdniestrian State University of T.G. Shevchenko

(3300 MD Tiraspol, Moldova, 25 October st., 128)

e-mail: kapitalim@mail.ru

Показана возможность применения метода симметрии для формально-логического описания ландшафтной организации территории. В качестве формальных параметров симметрии ландшафтов Днестровско-Прутского междуречья принята площадь разных типов степных природно-территориальных комплексов. Проведена оценка степени влияния поля солнечной радиации и характеристик  рельефа на параметры симметрии ландшафтной структуры. Показано проявление различных свойств симметрии в природно-территориальной организации междуречья. Установлено, что дифференциация степных ландшафтов междуречья обусловлена в основном влиянием рельефа.

The possibility of applying the method of symmetry for the formal-logical description of the organization of the landscape area. As the formal parameters of the symmetry of landscapes between the rivers Dniester and Prut area adopted for various types of steppe natural complexes. The estimation of the degree of influence of solar radiation field and the characteristics of the relief on the parameters of the symmetry of the landscape structure. Displaying a manifestation of different symmetry properties of the natural-territorial organization of the interfluve. It is established that the differentiation between the rivers of the steppe landscape is mainly due to the influence of topography. 

Днестровско-Прутское междуречье является уникальным объектом для ландшафтных исследований. Несмотря на небольшую протяженность в рамках границ Республики Молдова с севера на юг (всего 350 км), эта территория обладает значительным природным разнообразием. Здесь наблюдается сложное взаимодействие природно-территориальных комплексов (ПТК), относящихся к трем геоботаническим областям –  Европейской широколиственной лесной, Средиземноморской лесной и Евроазиатской степной [1, с.58].  Причем, провинции и округа этих областей на территории Днестровско-Прутского междуречья не следуют строгой последовательности в смене друг друга согласно широтной зональности, а образуют своеобразный конгломерат разнообразных ПТК. Причина образования столь пестрого ландшафтного узора в междуречье Днестра и Прута обусловлена главным образом спецификой геолого-геоморфологического каркаса этой территории [2].

Цель настоящей работы – показать проявление фундаментальных общегеографических закономерностей пространственной организации степных ландшафтов на территории Днестровско-Прутского междуречья с помощью объективных количественных показателей.

Степные ландшафты на территории Днестровско-Прутского междуречья в своем типичном выражении приурочены к двум геоботаническим округам – округу Бельцких богаторазнотравных типчаково-ковыльных степей и округу Буджакских бедно-разнотравных типчаково-ковыльных степей, разделенных лесной Центрально-Молдавской возвышенностью (Кодрами). На юге Буджакского округа фрагментарно представлены опустыненные степи [3]. В остальных природно-географических районах междуречья степи представлены в виде различных морфологических единиц ландшафта – местностей, урочищ, подурочищ и даже отдельных фаций. По мнению Т.С. Гейдеман и др. [3, с. 6] луговые степи как подтип степей в Молдавии отсутствует, хотя многие молдавские географы широко употребляют этот термин применительно к лесостепным районам и даже к Бельцкой богаторазнотравной степи [4–6]. В настоящей работе мы будем применять термин «лугово-степной» природно-территориальный комплекс, главным образом понимая под ним степной компонент лесостепи, а также  морфологический элемент степного  и лесного ландшафта, сформировавшегося на оподзоленных и выщелоченных черноземах.

Материалы и методы. Для объективного анализа пространственной организации степных ПТК применен симметрийный подход, который позволяет с помощью формально-логических представлений обосновать качественное своеобразие любого уровня пространственно-масштабной организации земной природы. При этом мы руководствовались понятиями и принципами симметрийного анализа, обобщенным и адаптированным В.Н. Солнцевым [7]  применительно к ландшафтным исследованиям. Следуя этим представлениям, симметрию вещественного объекта можно определить как устойчивые черты упорядоченности пространства, соответствующего этому объекту. Причем, «каждому целостному объекту свойственна своя индивидуальная симметрия, зафиксированная в его геометрической структуре» [7, с. 155].

Для выявления «устойчивых черт упорядоченности пространства» в нашем случае в качестве элементов его геометрической структуры следовало бы принять ареалы подтипов степей, определенным образом распределенных на изучаемой территории. Однако вследствие практически полной распашки степных участков выделить эти ареалы по характеру и структуре фитоценозов сегодня невозможно. В связи с эти пришлось прибегнуть к косвенным индикаторам – характерным почвам, которые свойственны тому или иному типу фитоценоза [4]. Таким образом, мы условно выделили следующие соотношения степных ПТК с подтипами черноземов:

1. лугово-степные на оподзоленных и выщелоченных черноземах;
2. богаторазнотравные типчаково-ковыльные на типичных черноземах;
3. Бедноразнотравные типчаково-ковыльные на обыкновенных и карбонатных черноземах.

С помощью принятого нами индикатора оказалось невозможным выделить подтип ПТК опустыненных степей, так как они, также как и бедноразнотравные ПТК, соотносятся с обыкновенными и карбонатными черноземами  [3].

В качестве формальных параметров, характеризующих симметрию объекта, использовались относительные площади, занимаемые разными подтипами ПТК в этом объекте, и их соотношение. При этом в нашем случае именно соотношение площадей разных подтипов ПТК характеризует индивидуальную симметрию конкретного района (ландшафта).

В связи с тем, что степные ПТК идентифицировались по подтипам черноземов, площади которых определены в рамках почвенно-экологического микрорайонирования Молдавии [6], ключевыми для нашего исследования объектами приняты почвенные районы. В принципе почвенные районы, выделенные А.Ф. Урсу [6], соответствуют рангу ландшафта и в большинстве случаев пространственно совпадают с природно-географическими районами, определенными Н.Л. Рымбу [5], так как и в том и другом случае они отражают геоморфологическую структуру междуречья. Как указывалось выше, соотношение площадей ареалов подтипов степных ПТК в каждом почвенном районе характеризует его индивидуальную симметрию, а доминирующий подтип ПТК определяет тип района (лугово-степной, богаторазнотравный степной, бедноразнотравный степной).

Результаты и обсуждение. Рассмотрим сначала фоновую симметрию, которая должна формироваться под воздействием симметрии радиационного поля, проявляющейся в постепенном (без резких скачков) увеличении количества солнечной радиации в направлении с севера на юг. Под влиянием этого поля симметрия ландшафтного узора Днестровско-Прутского междуречья выражалась бы при движении к югу в плавной смене лесостепи, располагающейся в северной части рассматриваемой территории, сначала богаторазнотравной, а затем бедноразнотравной степью.

Формальное представление этой пространственной структуры с помощью принятых нами параметров заключалось бы в постепенном изменении соотношения площадей соответствующих подтипов степных ПТК с широтой. Эту симметрию можно отнести к типу волновых симметрий, так как под воздействием фонового поля радиации площади подтипов ПТК изменяются волнообразно. Действительно, площадь лугово-степных ПТК, доминирующих в северной части территории, должна уменьшаться к югу при одновременном нарастании площади богаторазнотравных ПТК, которая, достигнув максимума в определенной части территории, при дальнейшем продвижении на юг уступает доминирующее положение площади бедноразнотравным ПТК.

Как показывает рис. 1, реальная структура пространственной организации степных ПТК далека от подобной идеализации. Причем, диссимметрия по отношению к фоновому полю солнечной радиации проявляется как при рассмотрении характера изменения площади отдельных подтипов степных ПТК, так и при анализе соотношения площадей степных ПТК на уровне почвенных районов. 

Рисунок 1. Соотношение площадей (%) лугово-степных (1), богаторазнотравных (2) и бедноразнотравных (3) типчаково-ковыльных степных ПТК в районах Днестровско-Прутского междуречья в направлении «север–юг»

Действительно, доминирующее положение лугово-степных ПТК на Северо-Молдавском плато (I) южнее сменяется явным преобладанием богаторазнотравных типчаково-ковыльных ПТК на Бельцкой равнине (III), что, в принципе, соответствует симметрии широтной зональности. Однако при дальнейшем продвижении к югу эта симметрия резко нарушается в Центральных Кодрах (VII), где господствуют лесные ПТК, а доля степных участков всех подтипов составляет менее 10%. В Южных Кодрах (IX) степные ПТК снова занимают господствующее положение в ландшафтной структуре, но фоновая зональная симметрия относительно Бельцкой равнины не восстанавливается, так как здесь преобладают лугово-степные, а не богаторазнотравные типчаково-ковыльные  ПТК. Отметим, что в Южных Кодрах становится заметным (14%) присутствие бедноразнотравных типчаково-ковыльных ПТК, которые захватывают абсолютное господство в южных районах междуречья – Южномолдавской (XI) и Южнобессарабской (XIII) равнинах. Но в южной части междуречья также есть свой мощный азональный фактор, нарушающий фоновую симметрию – Тигечская лесостепная возвышенность (XII), имеющая специфическую индивидуальную симметрию, отличную от степного окружения.

Фоновая зональная симметрия в широтном направлении должна  отображаться  в ландшафтном узоре в виде одинакового соотношения площадей подтипов ПТК районов расположенных на одной широте. Представленный на рис. 2 широтный разрез Днестровско-Прутского междуречья по линии Припрутская возвышенность(II)–Бельцкая равнина(III)–Резинская возвышенность(V)–юго-западная окраина Волыно-Подольской возвышенности(VI) наглядно демонстрирует наличие явной диссимметрии ландшафтного узора по отношению к фоновому полю солнечной радиации. 

Рисунок  2. Соотношение площадей (%) лугово-степных (1), богаторазнотравных (2) и бедноразнотравных (3) типчаково-ковыльных степных ПТК в районах Днестровско-Прутского междуречья в направлении «запад–восток»

Обратим внимание на то, что рис. 1 и рис. 2 наглядно демонстрируют одно из важных свойств реальной симметрии – ее относительность, то есть ее зависимость от выделенных свойств или той внутренней структуры, которую мы в данный момент рассматриваем [7]. Так, на рис. 1 «отпечаток» широтной зональности прослеживается в виде уменьшения площади лугово-степных ПТК для последовательности районов «Северное Молдавское плато (I) – Южные Кодры (IX) – Тигечская возвышенность (XII)» и увеличении площади бедноразнотравных типчаково-ковыльных ПТК для последовательности «Центральные Кодры (VII) – Южные Кодры (IX) – Южномолдавская равнина (XI) – Южнобессарабская равнина (XIII)». На широтном разрезе (рис. 2) отмечается нарастание площади бедноразнотравных ПТК с запада на восток.

Несложно заметить даже из названия рассматриваемых районов, что особенности пространственной организации степных ПТК на Днестровско-Прутском междуречье, видимо, обусловлены главным образом спецификой геолого-геоморфологического каркаса территории. Более того, ранее с помощью статистических методов нам удалось показать, что природно-территориальная организация междуречья формируется в узком интервале значений фоновых гидротермических параметров, вследствие чего даже указанное выше проявление зональной симметрии является в первую очередь следствием понижения в направлении с севера на юг абсолютных отметок рельефа [2]. В симметрийном анализе этот факт подтверждается наличием «скрытой» симметрии, проявляющейся на пониженных элементах рельефа во всех лесостепных районах и даже в лесистых Цетральных Кодрах в виде формирования бедноразнотравных типчаково-ковыльных ассоциаций, которые становятся доминирующими по мере общего понижения абсолютных отметок рельефа на южных степных равнинах междуречья. Высотная дифференциация степных ПТК представлена на рис. 3.  

Рисунок 3. Дифференциация степных ПТК Днестровско-Прутского междуречья в зависимости от абсолютной высоты рельефа

Схема высотной дифференциации степных ПТК является результатом обобщения данных о высоте распространения почв и коренных растительных ассоциаций, содержащихся в работах [2, 4, 5, 6]. Перекрытие высотных уровней разными подтипами ПТК свидетельствует о том, что высота рельефа является не единственным фактором, обусловливающим ландшафтную организацию территории. При более детальном анализе следует учитывать и другие параметры рельефа (экспозицию, крутизну и форму склонов, наличие дополнительного увлажнения, свойства почвообразующих пород и др.).

Согласно принципу соответствия (корреляции) между симметриями отдельного поля и объекта должно существовать определенное качественное и количественное взаимное соответствие которое поддается обнаружению и фиксации [7]. Результаты такой оценки представлены на рис. 4, где отображены взаимосвязи средневзвешенной высоты рельефа почвенных районов с площадью соответствующих подтипов степных ПТК. Анализ представленных здесь графиков показывает, что строгой функциональной зависимости между рассматриваемыми параметрами не наблюдается в силу значительного рассеяния эмпирических точек относительно аппроксимирующих кривых.

Рисунок 4. Изменение площади (%) лугово-степных (1), богаторазнотравных (2) и бедноразнотравных (3) типчаково-ковыльных степных ПТК в зависимости от

от средней приподнятости территории районов Днестровско-Прутского междуречья

Наилучшая аппроксимация во всех трех случаях достигается с помощью полинома  3-й степени, при этом величина достоверности аппроксимации (R²), рассчитанная с помощью встроенных функций программы Excel, составляет 0,46; 0,42 и 0,60 для лугово-степных, богаторазнотравных и бедноразнотравных ПТК соответственно. Несмотря на сравнительно невысокую степень корреляции между рассматриваемыми параметрами симметрии, аппроксимирующие кривые верно отображают общую закономерность смены доминирующего подтипа ПТК в зависимости от средней приподнятости территории соответствующего района (ландшафта). Причем, кривые на рис. 4 наглядно свидетельствуют о волнообразном характере данной симметрии.

Выводы

1. Полученные результаты показывают, что симметрийнный анализ является эффективным формально-логическим методом для выявления закономерностей ландшафтной организации территории.
2. Для Днестровско-Прутского междуречья фоновое поле солнечной радиации не является главным фактором пространственной дифференциации степных ПТК.
3. Ведущим фактором ландшафтной организации междуречья является суперпозиция фонового поля гидротермических параметров с геолого-геоморфологическим каркасом рассматриваемой территории. При этом важная роль в дифференциации степных ПТК принадлежит высотным характеристикам рельефа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Атлас Молдавской ССР. Москва: ГУ ГиК, 1978. 132 с.
2. Капитальчук И.П. Геолого-геоморфологический каркас как основа природно-территориальной организации Днестровско-Прутского междуречья.// Проблемы региональной экологии, 2010. №1. С. 179-187.
3. Растения степей, известняковых склонов и сорные. Серия «Растительный мир Молдавии». Кишинев: «Штиинца», 1989.  304 с.
4. Атлас почв Молдавии. / Под ред. И.А.Крупенникова. Кишинев: «Штиинца». 1988.  176 с
5. Рымбу Н.Л. Природно-географическое районирование Молдавской ССР / Отв. ред. Ю.Н.Цесельчук. Кишинев: «Штиинца», 1980.  148 с.
6. Урсу А.Ф. Почвенно-экологическое микрорайонирование Молдавии / Отв. ред. И.А.Крупеников. Кишинев: «Штиинца», 1980.  208 с.
7. Солнцев В.Н. Системная организация ландшафтов: (Проблемы методологии и теории). М.: Мысль, 1981.  239 с.