Проблемы типологии и формализации в морфологии ландшафта

Морфологические единицы разных порядков, образуя более или
менее сложные территориальные сочетания, создают внутренний
узор, или рисунок, ландшафта, который фиксируется на карте в виде
многообразных комбинаций различных контуров. Для многих ланд-
шафтов характерно регулярное чередование (повторение) одних
и тех же морфологических элементов, ориентированных в определен-
ном направлении. Примерами могут служить упоминавшийся ланд-
шафт Грядового Побужья, сельгово-ложбинные ландшафты ка-
рельской тайги, гривисто-ложбинные ландшафты западно-сибирской
лесостепи, ландшафты пустынь с грядовыми песками.

Известны ландшафты, в которых морфологические подразделе-
ния последовательно сменяются в одном направлении, обычно в со-
ответствии с общим уклоном поверхности (например, на наклонных
подгорных равнинах, террасированных аллювиальных, озерных или
морских равнинах). Для равнинных ландшафтов зоны избыточного
увлажнения характерна, как уже отмечалось, закономерная смена
урочищ в направлении от естественной дренажной сети к центру
междуречий (рис. 37, А). Сходная закономерность наблюдается
в ландшафтах эрозионных возвышенностей, хотя в основе ее лежат
иные факторы (рис. 37, Б). Во многих случаях взаимное расположе-
ние локальных геосистем не обнаруживает какой-либо видимой
закономерности и морфологический «узор» выглядит беспорядочно-
пятнистым — с прихотливым чередованием разнотипных контуров

| См.: Миллер Г. П. Ландшафтные исследования горных и предгорных террито-
рий. Львов, 1974. С. 34—35.

(рис. 37, В) или с отдельными пятнами второстепенных урочищ,
разбросанными по фону урочища-доминанта (см. рис. 34, 37, Г).

Предпринимались попытки систематизировать разнообразие мор-
фологических узоров ландшафтов, т.е. свести их к некоторому
количеству типов, причем последние устанавливаются на основе
подбора качественных геометрических моделей, в какой-то мере
передающих характер внутриландшафтной мозаики. Выделяются,
например, следующие типы: полосчатый, поясной, диффузный, ден-
дритовидный, мозаичный. Можно, конечно, подобрать еще ряд более
или менее подходящих геометрических выражений (например, ре-
шетчатый, веерообразный, концентрический и т.п.), но вряд ли
найдется достаточное количество их, чтобы адекватно передать все
возможные ситуации. Геометрические термины дают лишь очень
приближенное представление о действительной форме морфологиче-
ских подразделений и их соотношениях, а во многих случаях они
просто неприменимы и географ вынужден прибегать к термину
«неопределенный», который ни о чем не говорит.

Сложность проблемы усугубляется тем, что внутренний морфоло-
гический рисунок ландшафта многомерен: морфологические единицы
первого порядка (например, местности) со своими специфическими
очертаниями и пространственными соотношениями сами слагаются
единицами второго порядка (урочищами), образующими уже как бы
вторичный узор; каждое урочище, в свою очередь, обладает ха-
рактерной фациальной структурой, создающей рисунок третьего
порядка. По характеру размещения и форме урочищ в холмисто-
моренных ландшафтах мы могли бы назвать их морфологию «беспо-
рядочно-округло-пятнистой», но размещение фаций на моренных
холмах характеризуется рисунком, близким к концентрическому.
Размещение водораздельных болотных урочищ во многих ландшаф-
тах (например, на флювиогляциальных или моренных таежных
равнинах) не обнаруживает какой-либо упорядоченности: они раз-
бросаны округлыми контурами — разобщенными или сливающимися
в сложные системы. Однако фациальная структура самих грядово-
мочажинных болот строго упорядочена и имеет концентрический
рисунок.

Следует подчеркнуть, что за внешним сходством морфологиче-
ского рисунка, если бы даже нам удалось найти для него удачную
геометрическую модель, часто скрываются принципиальные генети-
ческие и структурно-функциональные различия (достаточно напо-
мнить о нескольких примерах «полосчатых» структур, которые при-
водились ранее). Заметим также, что геометрический рисунок — это
следствие генезиса системы, его внешнее проявление. Поэтому мало
смысла в поисках соответствующих геометрических терминов; целе-
сообразнее классифицировать морфологические типы ландшафтов
и именовать их по генетическим признакам. Говоря, например, об
эрозионном, холмисто-моренном, суффозионно-просадочном, крио-
генном, пролювиальном и тому подобных типах морфологии, мы

даем представление о факторах или причинах, создавших внутреннее
морфологическое разнообразие ландшафта, и о его внешнем виде,
ибо хорошо известно, что эрозионное расчленение выражается в ха-
рактерном дендритовидном узоре, суффозионно-просадочное —
в «диффузном» рисунке округлых западин и т.д.

Параллельно с опытом качественной классификации морфологи-
ческих ландшафтных структур возникло иное направление, связан-
ное с поиском количественных характеристик морфологии ландшаф-
та и попытками ее формализации. К настоящему времени предложе-
ны десятки количественных показателей, которые должны дать
разностороннюю характеристику формы, размеров, взаимного распо-
ложения морфологических единиц и степени морфологической слож-
ности ландшафта.

Простейшие количественные показатели — число составляющих,
т.е. типологических категорий единиц данного ранга (например,
урочищ) в ландшафте, число отдельных контуров, площади состав-
ляющих — по типам и отдельным контурам, их линейные размеры,
протяженность границ и т.п. — могут быть сняты непосредственно
с ландшафтной карты (визуально или с помощью элементарных
картометрических приемов). На основе этих первичных данных легко
получить такие показатели, как средняя площадь контура, процент-
ное соотношение площадей разных таксонов и числа контуров,
которыми они представлены в ландшафте.

В свою очередь первичные материалы картометрических измере-
ний служат источником для получения многочисленных математиче-
ских характеристик различных сторон морфологии ландшафта —
сложности рисунка контуров (степени их расчлененности), степени
сложности или неоднородности («раздробленности») морфологиче-
ского строения ландшафта в целом, а также характера взаимного
расположения (соседства) контуров. Среди предложенных характе-
ристик есть относительно простые показатели и сложные коэффици-
енты, расчет которых по специальным формулам требует трудоемких
подготовительных работ и применения ЭВМ.

Для простейшей оценки степени расчлененности контуров (КР)
можно сопоставить длину границы контура (S) с длиной окружности
круга, равного по площади (А) данному контуру:

КР = S /3,14 A.

Л. И. Ивашутина и В. А. Николаев разработали серию математи-
ческих показателей: коэффициенты раздробленности, неоднородно-

сти, контрастности, соседства. Правда, они предназначены для ха-
рактеристики ландшафтной структуры региональных систем более
высокого ранга, чем ландшафт, и рассматриваются в главе 6, посвя-
щенной физико-географическому районированию.

где рi — вероятность каждой морфологической единицы, которую можно задать в виде отношения ее площади (Si) к общей площади ландшафта (Sо):

К. И. Геренчук с сотрудниками использовали для анализа морфо-
логического строения ландшафтов структурные (морфологические)
схемы в виде графа и матрицы, гистограмму распределения местно-
стей по площадям, коэффициент сложности, учитывающий число
морфологических единиц и их площади. Авторы пытались найти
совокупную меру сложности морфологического строения, которая
учитывала бы число морфологических единиц, число видов морфоло-
гических единиц, соотношения их размеров и рисунок морфологиче-
ского расчленения¹. Наиболее подходящей для этой цели они счита-
ют вероятностную информационную меру разнообразия (иначе на-
зываемую энтропийной мерой неопределенности) К. Шеннона:

Таким образом, сумма вероятностей равна 1,0. Структура, пред-
ставленная одним элементом, будет иметь нулевую меру разнообра-
зия, а представленная двумя равновеликими элементами — единич-
ную меру (1 бит). С увеличением числа составных частей и измене-
нием их соотношения Н соответственно изменяется.

Расчеты производятся раздельно для видового и индивидуально-
го разнообразия (т.е. по типологическим единицам того или иного
ранга и по конкретным выделам). Естественно, для каждого
иерархического уровня информационная мера сложности будет раз-
ной (например, разнообразие местностей по ландшафтам, урочищ —
по местностям, урочищ — по ландшафтам и т.д.), так что единой,
«интегральной» меры морфологической сложности ландшафта но
получается. Притом, как отмечают сами авторы, информационным
мерам присуща определенная ограниченность, поскольку они не
учитывают абсолютных размеров морфологических частей и разли-
чий рисунка морфологического расчленения.

Очевидно, невозможно дать полное математическое описание
морфологии ландшафта. К существующим формулам, по-видимому,
будут добавлены новые, и можно спорить об их относительных
достоинствах и недостатках, но пока трудно оценить теоретическую
или практическую значимость предложенных способов. Оценивая
результаты любых расчетов, следует помнить, что они зависят от

¹ См.: Геренчук К. И., Топчиев А. Г. Информационный анализ структуры природ-
ных комплексов // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1970. № 6. С. 132—140.

качества исходного материала, т.е. от ландшафтной карты — от ее
полноты и точности, от принятой классификации отображенных
геосистем, от степени и характера генерализации, от известного
субъективизма в рисовке контуров и проведении границ. Результаты
математического анализа по разным ландшафтам могут быть срав-
нимыми только в том случае, если они основаны на абсолютно
однородном картографическом материале, что при нынешнем состоя-
нии детального ландшафтного картографирования практически ис-
ключено. Крупно- и среднемасштабные карты, пригодные для морфо-
логического и математического анализа на уровне локальных геоси-
стем, пока составлены для относительно небольших и изолированных
территорий, причем еще не выработаны единые нормативы на ланд-
шафтные съемки разных масштабов и нет единых классификаций
объектов съемки, т. е. геосистем разных рангов. Практически это
означает, что существующие опыты математической интерпретации
ландшафтных карт могут иметь лишь очень ограниченное значение,
они сохраняют свою силу лишь для отдельных районов — в пределах
площадей, покрытых однородными ландшафтными картами.

Для решения практических задач по хозяйственному освоению,
использованию, мелиорации, охране природных комплексов важны
не столько условные геометрические образы или математические
модели территориальной структуры ландшафта, сколько реальные
формы, площади и пространственные соотношения морфологических
единиц, передаваемые ландшафтной картой (разумеется, если она
достаточно детальна, точна и достоверна). Различного рода матема-
тические коэффициенты могут иметь лишь вспомогательное значе-
ние, и вряд ли роль исследований в соответствующем направлении
следует переоценивать. Во всяком случае ландшафтная съемка
(в плане как совершенствования ее теоретических основ и методов,
так и расширения территориальной сферы (охвата) должна опере-
жать математические расчеты.

Используя математические коэффициенты сложности, контра-
стности и т.п., мы не выходим за пределы описательной, или статиче-
ской, морфологии, предметом которой остается по существу лишь
изучение внешних форм, своего рода геометрии ландшафта. Между
тем основную задачу морфологического исследования ландшафта
следует видеть в познании взаимодействия его составных частей, их
вещественно-энергетических отношений и динамики.

Морфологическое строение ландшафта не есть нечто застывшее,
неизменное, оно непрерывно преобразуется в ходе развития лан-
дшафта. Об изменчивости элементарных геосистем уже говорилось.
Фации и урочища соединены разнообразными динамическими пе-
реходами, вследствие чего не всегда можно однозначно отнести ту
или иную конкретную морфологическую часть ландшафта к одному
из этих двух разрядов. Н. А. Солнцев ввел для подобных динамич-
ных образований понятие географическое звено. Однородная фация,
занимающая один элемент рельефа, с течением времени в результате

дифференциации превращается в урочище. Классический пример-
степные западины (блюдца), на однородной поверхности которых
постепенно формируется целая серия фации, представленных ивня-
ками осиновой рощей («кустом»), а иногда еще и дубовыми насаж-
дениями, которые сменяют друг друга от центра к периферии. Анало-
гичные процессы прогрессирующей локальной дифференциации на-
блюдают на днищах спущенных реками термокарстовых озер
(хасыреях) и во многих других случаях.

Морфология ландшафта - один из аспектов его структуры
и внешний морфологический анализ - лишь шаг на пути к более
глубокому функционально-динамическому исследованию.