Высотная поясность

1.Высотная поясность

Следующий важный фактор ландшафтной дифференциации после зональных и секторных изменений теплообеспеченности и увлажнения - это высота суши над уровне; моря. До определенного предела возрастание высоты не вызывает в ландшафтах исчезновения типичных признаков «своей» зоны. Гипсометрическое положение сказывается уже в равнинных ландшафтах - при колебаниях абсолютной высоты в пределах первых сотен метров Выше этого предела появляются черты, свойственные соседней, более северной (для северного полушария) зоне, и по мере дальнейшего нарастания высот происходит смена ландшафтных поясов, до некоторой степени аналогично последовательности смены широтных ландшафтных зон. Эта закономерность известна как высотная поясность (или вертикальна зональность). Однако, ее лишь очень условно может рассматривать как аналог широтной зональности.

Причиной высотной поясности является изменение теплового баланса с высотой. Величина солнечной радиации с высотой увеличивается примерно на 10% с поднятием на каждые 1000 м за счет увеличения доли ультрафиолетовых лучей. Однако длинноволновое отражение земной поверхности растет с высотой быстрее, чем инсоляция за счет снижения плотности атмосферы, уменьшения количества водяных паров и пыли, которые, поглощая тепло, создают парниковый эффект. В результате радиационный баланс быстро уменьшается и темпера­тура воздуха с высотой падает. Вертикальный температурный градиент в сотни раз превышает горизонтальный (широтный), так что на протяжении нескольких километров по вертикали можно наблюдать ландшафтные изменения, равноценные перемещению с экватора в ледяную зону.

Условия увлажнения также существенно изменяются по мере подъема в горы, но эти изменения по своей направленности и интен­сивности не совпадают с широтно-зональными. Влагосодержание воздуха с высотой сильно уменьшается. Выпадение осадков в горах в большей мере обязано барьерному эффекту рельефа. Под влиянием горных барьеров происходит восходящее движение воздушных масс, усиливается конденсация влаги и количество осадков начинает возрастать, но лишь до известного предела: По мере истощения запасов влаги увеличение осадков сменяется уменьшением. Высотный уровень максимального выпадения осадков очень изменчив, обычно в сухих областях он выше, чем во влажных. Так, в Альпах он расположен на высоте около 2000 м, на Кавказе- около 2400м, в Тянь-Шане - около 3000­м.

Поскольку выпадение осадков в горах связано с накоплением и восхождением воздушных масс перед склонами хребтов, то наветренные склоны могут получать влаги во много раз больше, чем подветренн­ые. Распределение осадков в горах характеризуется исключи­тельной пестротой в зависимости от орографических особенностей Абсолютная высота, таким образом, играет лишь самую общую роль в распределении количества осадков.

Высотные пояса отличаются от широтных зон многими структурно-функциональными особенностями.. Некоторые  ландшафтные зоны в горах являются специфическими, например альпийские луга, но здесь отсутствуют таежные зоны, а нередко вообще леса.  Каждой  широтной ландшафтной зоне присущ свой особый поясной ряд, характеризуемый числом поясов, последовательностью их расположения, высотными границами. С приближением к экватору возможное число поясов увеличивается, структура поясного ряда изменяется, вертикальные пределы одних и тех же поясов смещаются вверх. По мере перемещения в более высокие широты из этого спектра последовательно выпадают нижние пояса и вертикальные рубежи поясов постепенно снижаются.

Наряду с абсолютной высотой важнейшим фактором ландшафт­ной дифференциации гор служит экспозиция склонов, связанная с общим простиранием горного поднятия. Различаются два типа экспозиции - солярная, или инсоляционная, и ветровая, или циркуляционная. Первая означает ориентировку склонов по странам света (и соответственно к солнечному освещению) вторая - по отношению к воздушным потокам.

От солярной экспозиции напрямую зависит тепловой, а косвенно и водный режим склонов.  Склоны южной экспозиции прогреваются сильнее, чем северной, испарение на них протекает более интенсивно, следовательно, при прочих равных условиях они должны быть суше. На южных склонах границы высотных поясов обычно сдвинуты вверх по сравнению с северными. Контраст между противоположными солярными экспозициями особенно хорошо заметен в горах, расположенных на стыке ландшафтных зон. Так, на юге Забайкалья северные склоны часто покрыты лесом, тогда как южные (солнопеки) - степью. Влияние солярной экспозиции в умеренных широтах  сказывается сильнее, чем в полярных и тропических.

Ветровая экспозиция играет двоякую роль. Она может существенно обострять контрасты в термическом режиме противоположных склонов, усиливая эффект солярной экспозиции. Такая ситуация характерна для хребтов, простирающихся с запада на восток (Крымские горы, Большой Кавказ, горы Средней Азии). Северные склоны таких хребтов подвергаются воздействию холодных воздушных масс, тогда как южные защищены от них. Не случайно подобные горные поднятия служат важными климаторазделами и часто их гребни образуют границы между широтными ландшафтными зонами.

Вторая сторона воздействия ветровой экспозиции на климат и ландшафты склонов связана с ориентировкой последних по отношению к источникам влаги, т. е. к путям переноса влажных воздушных масс и траекториям циклонов. В поясе западного переноса, основную массу осадков получают западные склоны, в муссонном секторе - восточные. В горах Алайской системы наибольшее количество осадков выпадает на южных и юго-западных склонах передовых хребтов (главным образом Гиссарского) за счет циклонов иранского полярного фронта при перемещении последнего весной с юга на север.

Подветренные склоны гор, лежащие в барьерной, или дождевой тени, часто подверженные влиянию фёнов (нисходящих потоков более сухих и теплых), поэтому как правило, они значительно суше, чем наветренные. В условиях сухого климата эффект экспозиции особенно значителен, причем наибольший контраст наблюдается на высотах, соответствующих поясу максимальных осадков - в силу того, что он хорошо выражен лишь на одном (наветренном) склоне.

В сложных системах, состоящих из ряда паралл­ельных хребтов, внешние хребты находятся в более благоприят­ных условиях увлажнения, чем внутренние. Замкнутые внутригорные депрессии характеризуются более сухим и континентальным клима­том (пустыни Гоби, Такла-Макан).

В условиях крайне континентального климата с част­ой повторяемостью антициклонального состояния атмосферы и температурных инверсий во внутригорных котловинах может возникнуть инверсия  горных поясов, т. е. обратная последовательность их смены, В некоторых таежных котловинах Восточной Сибири днище и прилегающие склоны заняты комплексами тундрового или полутундрового типа, а выше появляется пояс горной тайги.

2. Высотная ландшафтная дифференциация равнин

Влияние гипсометрического положения на дифференциацию равнинных ландшафтов было замечено уже давно. Еще в начале двадцатого столетия Г. Н. Высоцкий писал, что на юге Русской равнины повышение местности влияет до некоторой степени так же, как переход от более сухой и теплой климатической зоны в более влажную и холодную.

Известно, что на возвышенностях выпадает больше осадков чем на низменностях, что в лесостепной зоне возвышенности сильнее. облесены, чем низменности, и к ним чаще приурочены оподзоленные и выщелоченные разности черноземов.

Температура воздуха на равнинах, так же как и в горах, падает с высотой. Вертикальный температурный градиент не вполне одинаков в разных районах, он колеблется, кроме того, в зависимости от времени года и других условий, но в среднем близок к 0,5-060С, Это означает, что разница высот в 200 м приведет к понижению средней температуры воздуха на 1оС или несколько больше. Такого понижения температуры недостаточно для появления высотной поясности, но оно может сказаться в некотором смещении границ широтных зон. Действительно, границы ландшафтных зон нередко имеют волнистую форму: на возвышенностях они смещаются к югу, а на низменностях - к северу. Однако такой случай не является правилом: известны примеры противоположного.

Гипсометрический фактор на равнинах играет в основном косвенную роль в ландшафтной дифференциации. Равнины низкого уровня, как правило, отличаются молодым рельефом аккумулятивного происхождения, их поверхность слабо расчленена, сложена рыхлыми наносами, слабо дренируется, уровень грунтовых вод лежит близко к поверхности (Окско-Донская низменность). Возвышенные равнины характеризуются более древним рельефом, преобладанием денудационных процессов, более-менее значительным расчленением, интенсивным естественным дренажем, глубоким залеганием зеркала грунтовых вод (Среднерусская, Калачеевская).

Указанные различия равнин имеют существенное ландшафтообразующее значение. Так, в условиях избыточного увлажнения в таежной зоне низменности, получающие за год на 100-200 мм осадков меньше, чем возвышенности, фактически переувлажнены по сравнению с последними вследствие затрудненного стока, а также дополнительного поступления влаги со склонов соседних возвышенностей. В результате именно на таежных низменностях интенсивно развито заболачивание, тогда как на возвышенностях болот мало. С другой стороны, таежные возвышенности часто служат проводниками к северу элементов более южных ландшафтов,  На Валдайской возвышенности, например, дубовые леса идут дальше на север, чем на прилегающих низменностях, что можно объяснить лучшим дренажем, меньшей опасностью заморозков (холодный воздух ­стекает вниз по склонам). Таким образом, при общем избытке атмосферного увлажнения возвышенности способствуют смещению зональных границ не к югу, а к северу.

В условиях неустойчивого атмосферного увлажнения, что типично для лесостепной зоны, эффект увеличения количества осадков совпадает с влиянием рельефа и это приводит к своеобразному результату - продвижению широколиственных лесов как на север, так и на юг. Распространению лесной растительности и соответству­ющих почв благоприятствует расчлененный рельеф - лучший дренаж способствует, в частности, выщелачиванию из почв легко раство­римых вредных солей. Эти особенности возвышенностей выгодно контрастируют­ с заболоченностью слабодренированных низин на севере и за­соленностью на юге. Существенную роль, при этом играет состав материнских пород

На равнинах достаточно отчетливо выражены два высотных уровня ландшафтной дифференциации. Граница между ними не может быть однозначно определена какой-либо цифрой. На Русской равнине она в среднем лежит на абсо­лютной высоте около 170-180 м.

3. Ярусность

Ярусность можно определить как всеобщую географическую законо­мерность, свойственную всем ландшафтам, как равнинным, так и горным. По отношению к ней высотная поясность имеет как бы, подчиненный, характер, и не только потому, что она специфична только для гор, но и вследствие того, что по своему географическому содержанию поясность - более узкое и менее ком­плексное понятие, чем ярусность Отчасти мы имели возможность убедиться в этом на примере ландшафтов равнин, теперь остается рассмотреть сущность ландшафтной ярусности гор.

В традиционном делении гор на низкие, средневысотные и высокие отражаются три основные гипсометрические ступени континентов, связанные с этапами формирования горного сооруже­ния, возрастом отдельных его частей, интенсивностью тектони­ческих движений, а также характером экзогенного расчленения. В этих ступенях выражаются изменения одновременно по высоте и по направлению от периферии горного сооружения к его центральной, осевой части. Периферию крупных горных поднятий образуют предгорья и невысокие передовые хребты или отроги главных цепей; в условиях гумидного климата они обычно имеют мягкие очертания, в аридных областях сильно расчленены временными водотоками и окаймлены предгорными пролювиальными шлейфами. Для среднегорья типично глубокое эрозионное расчленение, высокогорье характеризуется нивальной и ледниковой обработкой, резкими альпийскими формами, наличием современных ледников.

Ступенчатость, или ярусность, очень часто проявляется и в геологическом строении гор,  последовательной смене толщ, различающихся по возрасту и петрографическому составу пород, по степени дислоцированности. Хороший пример такого строения представляет Большой Кавказ.  Нижняя, периферическая часть этого горного сооружения слагается преимущественно неогеновыми относительно слабо смятыми песчано-глинистыми отложениями и конгломератами, которые и образуют низкогорный ярус. Далее последовательно сменяют друг друга все более древние и дислоцированные толщи - палеогеновые, мезозойские, палеозойские. Наиболее высокая осевая часть хребта в западной части сложена докембрийскими массивно-кристаллическими породами.

Отмеченные три основные гипсометрические ступени можно рассматривать и как климатические ярусы. Климат низкогорий тесно связан с атмосферной циркуляцией над прилегающими равнинами. В этой части южных гор (до высоты 500-600 м) сказывается влияние вторжений холодных воздушных масс с севера. В среднегорном ярусе в наибольшей степени проявляются восхождения воздушных масс, обострение фронтов, контрастность климатов противоположных экспозиций; именно в этом ярусе наветренные склоны получают максимальное количество осадков. Высокогорные хребты (на Кавказе это 2000-2500 м, в Средней Азии выше 2500-3000 м) находятся в сфере воздушных течений свободной атмосферы; подстилающая поверхность не оказывает существенного влияния на климат, и последний мало зависит от циркуляции атмосферы в приземных слоях над прилегающими равнинами.

Ландшафтные ярусы гор не тождественны высотным поясам, хотя между ними существуют определенные соотношения. Нижнему ярусу, как правило, соответствует первый (самый нижний) высотный пояс. В среднем горном ярусе характер поясности наиболее сложный и разнообразный, здесь на одной и той же высоте могут чередоваться фрагменты разных поясов, но обычно для среднегорий каждой ландшафтной зоне присущ тот или иной пояс или же сочетание поясов. Например, для среднегорий таежной зоны характерен пояс редколесий, криволесий и стланников, для зоны широколиственных лесов - горнотаежный пояс, для пустынной зоны умеренного пояса - горностепной пояс с фрагментами лесного на наветренных склонах. В высокогорном ярусе условия для формирования высокогорных поясов более однообразны, но в его нижней части (нижнем подърусе) еще сказывается влияние зонального и секторного поясов гор; в зависимости от этого здесь могут быть представлены ландшафты горных тундр, горных лугов, высокогорных пустынь и другие. Теоретически (если позволяет высота гор) все ряды высотной поясности должны заканчиваться горноледниковым поясом.