Исследование подводных ландшафтов представляет собой новое, находящееся в стадии становления направление в современной географии.
Оно непосредственно связано с разработкой общей стратегии рационального природопользования в прибрежной зоне моря. Успешность разработки научных основ рационального природопользования в прибрежной зоне зависит в первую очередь от адекватности наших представлений о строении и функционировании природных систем и состоянии среды и средообразующих факторов. Суждения о состоянии среды наземных геосистем выносятся с относительной уверенностью на основе непосредственных наблюдений и с учетом многовекового опыта человечества. К сожалению, этого нельзя сказать о состоянии подводных геосистем, поскольку наши знания о море и о состоянии морской среды только формируются.
Развиваемая нами концепция подводного ландшафта связана с наземным ландшафтоведением методологической общностью. Однако в настоящее время мы вынуждены констатировать, что пока еще невозможно определенно утверждать, что устанавливаемые нами разновидности геосистем, элементы которых мы описываем под названием донных природных комплексов, фаций и ландшафтов, могут быть с полным правом отнесены к ландшафтам по их внутреннему существенному наполнению.
Отличие морских «ландшафтов» от наземных связано с рядом специфических для моря физико-географических характеристик. Эти отличия настолько глубоки, что мы зачастую вынуждены отказаться от заманчивой возможности переноса ряда основных положений наземного ландшафтоведения в практику подводных исследований. Даже сами выражения «морские ландшафты» или «морское ландшафтоведение» не только этимологически неуклюжи в применении к подводным геосистемам, но и весьма сомнительны по своей логической структуре.
Мы можем непосредственно наблюдать и сфотографировать только очень близко расположенный перед нами небольшой участок морского дна, размером не более 2-3 м в поперечнике, что совершенно недостаточно для получения истинного представления о происходящем на морском дне. Тут в буквальном смысле сталкиваешься с формулой «лицом к лицу лица не увидать, большое видится на расстоянии», тогда как расстояние-то под водой как раз и не дано: при малейшем отстранении все затягивает мутной пеленой. И складывается ситуация как в известной притче о слоне и слепых мудрецах, описавших слона похожим на веревку, колонну, огромную бочку, змею — в зависимости от того, какую часть тела животного кому удалось ощупать.
Для передачи информации требуются слова. Как и везде, в специальной области нужен специальный язык. Для подводного мира и его ландшафтов язык, оказывается, тоже надо вырабатывать заново. Люди никогда не жили под водой, поэтому исторически не отработано специальных слов и понятий, характеризующих подводный мир. Эту задачу также приходится решать попутно со всеми остальными, более или менее техническими.
Необходимость выработки нового обозначения для природных объединений морского дна, гомологичных наземным ландшафтам, ощущается очень остро. Суть столь кардинального расхождения заключается в том, что на морском дне отсутствзет почвенная компонента в ландшафте, а у автотрофов принципиально иной способ питания по сравнению с наземными. Если на суше транспортировка биогенов к фотосинтетическому аппарату растений осуществляется через корневую систему из почвы, то фотосинтетики моря (за исключением морских трав) ассимилируют эти вещества всей своей поверхностью, через слоевище, непосредственно из морской воды. Вода является и субстратом, и передатчиком всех видов энергии.
Исследуя комплекс ландшафтных характеристик морского дна, мы тем самым изучаем некие проявления экосистемных характеристик исследуемого участка. Неопределенность и неразработанность «ландшафтного тезиса» в применении к подводным условиям привели к необходимости неоднократного и. что вполне естественно, неоднозначного толкования сущности подводного ландшафта у разных авторов. Например, в сборнике статей «Донные ландшафты Японского моря» бросается в глаза неоднотипность терминологии, применяемой даже сотрудниками одной и той же лаборатории, не говоря уже о различных школах («ландшафт» — у И. С. Арзамасцева и А. М. Мурахвери; «донный природный комплекс» — у В. Г. Папунова; «геосистема», «ландшафт» и «донный природный комплекс» — у В. А. Мануйлова; «подводный ландшафт» как синоним понятия «донный природный комплекс» — у В. М. Шулькина).
В экологии, географии, биологии важнейшим из распространенных фоновых понятий, обеспечивающих понимание условий успешного существования организмов, является то, что мы называем условиями или факторами среды. Представления о факторах среды сформированы на базе физиологических экспериментов над растениями и животными и являют собой перечень параметров атмосферы, химизма воды и воздуха, а также почвы, взятых порознь или в комплексе. Изредка они рассматриваются как синэргически действующие начала. Зачастую эти факторы или параметры принимаются вкупе с ответными физиологическими реакциями отдельно взятых организмов или их комплексов.
Наиболее распространенными подходами к анализу сложных динамических систем, какими являются ландшафт и его биоцентрическое выражение — экосистема, служат динамический (детерминистский) и статический (он же статистический). Первый основан на прямом и косвенном измерении потока вещества и энергии в терминах обмена и продукции, что ведет к необходимости измерения большого числа биохимических и физиологических характеристик. Динамический аспект ландшафта многократно рассматривался в статьях В. В. Жарикова и В. М. Шулькина, в которых была показана функционально-геохимическая и трофологическая обусловленность «физиономического» разнообразия ландшафтов. В сочетании с трофодинамическими характеристиками ландшафтный метод позволяет судить о состоянии экосистем с позиций статического анализа.
Тривиальный на первый взгляд вопрос о роли гидродинамики в донном ландшафте, которая рассматривается гомологично климатическому фактору наземного ландшафта, оказался чрезвычайно сложным и неожиданно многоаспектным. Многокомпонентность гидродинамического фактора, его пространственно-временная неоднородность и связанная с ней зональность донных ландшафтов морского прибрежного мелководья неоднократно обсуждались в многочисленных статьях В. В. Орбова. В. М. Савруева, Л. В. Дубейковского, А. В. Новожилова и С. В. Багирова.
Одним из важнейших вопросов подводного ландшафтоведения является разработка принципов классифицирования. В зависимости от введенного основания сравнения эти принципы могут быть типологическими или базироваться на предпочтительном выделении одного из разделительных признаков. В основу различных предлагаемых решений классификационной задачи в отношении подводных ландшафтов кладутся энергетические, трофодинамические и гидродинамические классы. Проверка объективности выделения ландшафтных полей на основании прослеживания совпадения группировок донных фораминифер с донными ландшафтными выделами успешно проведена Т. В. Преображенской, как по материалам Приморья, так и по Курильским островам.
Совершенно бесспорна практическая ценность подводных ландшафтных исследований, в частности, для составления общих балансных оценок продуктивности крупных участков морских акваторий, для проведения экспертных оценок народнохозяйственных проектов, проектирования размещения объектов марикультуры. Основные вопросы, связанные с последним аспектом, решались В. А. Мануйловым, В. Г. Папуновым, В. В. Жариковым. А. М. Мурахвери. Б. В. Преображенским. И. С. Арзамасцевым и др. Рекомендации по выработке номенклатуры подводных ландшафтных объединений рассматривались неоднократно в иностранной литератлре по рифам (В. Rosen, D. Stoddart. J. Maragos), в многочисленных работах Б. В. Преображенского, И. С. Арзамасцева и А. М. Мурахвери.
Когда размышляешь на темы о морском подводном мире и о распоряжении его ресурсами, невольно вспоминается сказка о царе Берендее, который, будучи пойман за бороду водяным царем, пообещал ему за свободу то, чего дома не знает. И отдал водяному своего только что родившегося сына. Не точно ли так же кто-то принимает управляющие решения в отношении использования ресурсов морского дна без точного знания строения и функционирования морских донных экосистем. Распоряжение земельными ресурсами считается немыслимым без земельного кадастра. Когда же дело касается морских акваторий, о кадастре фактически даже не принято думать.
С точки зрения пользователя небиологических ресурсов, живой пленкой, непрерывно покрывающей все поверхности морского дна, можно либо просто пренебречь, либо формально сделать вежливый реверанс в сторону ставшей внезапно модной и уже надоевшей «экологии». За уничтожение живых существ можно просто внести плату и далее о них забыть.
Современные традиции развития морской биологии на Дальнем Востоке приучили нас к словосочетанию «биологическое картирование», или «биокартирование». Это направление исследований, связанное с картографическим отображением гидробиологической (экологической) информации. Не имея возражений против такого подхода, мы всегда пытались сопоставить результаты картографических устремлений с получаемым картографическим материалом.
К сожалению, специалисты в гидробиологии, не обладающие опытом и достаточными академическими познаниями в области теории карты, так и не сумели создать гидробиологической карты. Это связано прежде всего со спецификой карты как методологического явления в науке.
Для практических целей требуется не фациальная схема, а точная карта с границами, полями и точно закартированными выделами. При этом объект следует сначала увидеть, как-то обозначить, затем дать ему адекватный перечень необходимых и достаточных характеристических признаков, а затем все эти признаки проанализировать, скомбинировать. проинтегрировать и создать некий номенклатурно и классификационно непротиворечивый собирательный образ. Это можно сделать только на базе строгого следования единой методологической канве, которая не даст отклониться от намеченного курса.
Сегодня ландшафтный метод неожиданно оказался интересен и археологам, которые на основе имеющейся типологии ландшафтных полей характерных бухт и заливов современного Приморья могут создать картографическую основу для палеоландшафтной реконструкции древних поселений на различных хронологических срезах, карты продуктивности и адаптации человека в контексте энергетического обеспечения древнего человека. Оказалось возможным создать палеогеографическую основу для построения моделей хозяйственной приморской адаптации древнего поселения. Сегодня на основе палеогеографических реконструкций береговой зоны можно создать серию карт для того, чтобы на них молено было нанести поселения, относящиеся к определенному этапу колебания уровня моря, проследить изменение морских ландшафтов, течений и продуктивности, связанных с изменением уровня моря.
Именно на ландшафтной основе следует вести гидробиологическое опробование и создавать карты. В этом отношении к настоящему времени проведены вполне удачные эксперименты.
Не меньший интерес подводный ландшафт представляет для геологии, прежде всего как источник точных количественных знаний о пространственной структуре и функционировании морских донных геосистем, материальные следы которых геолог находит в толще земных слоев. Лишь на основе знания количественных соотношений в таких системах ретроспективный прогноз палеогеографических обстановок может стать действительной основой геологической теории. Несомненно, правы были академик Л. Берг и проф. А. А. Борисяк, не раз высказывавшие мысль, что геология есть не что иное, как география древних эпох.
Лабораторией морских ландшафтов Тихоокеанского института географии ДВО РАН в ходе отработки отдельных звеньев и полевых операций подводного ландшафтоведения был накоплен большой многолетний материал по подводным ландшафтам южного и среднего Приморья, тропических и субтропических районов Мирового океана. Разработаны полевые методы и процедуры составления подводных ландшафтных карт для избранных областей как умеренных, так и субтропических и тропических морей. Эти методы сегодня позволяют составить представление о пространственной структуре морских экосистем и проводить эколого-географическую экспертизу и мониторинг морских подводных территорий.
Развитие общей теории морского подводного ландшафта и расчетной экологогеографической экспертизы сдерживается неразработанностью ряда общетеоретических положений, входящих в теорию ландшафта в качестве базовых параметров.
Предполагается, что одни из этих параметров могут быть непосредственно измерены в натуре, другие же требуют вычисления и экспериментальной проверки и моделирования.
Парциальная трофодинамическая структура полей дает основания для расчета общего системного трофодинамического баланса экосистемы. Отсюда напрямую выводятся базовые положения теории расчетной эколого-географической экспертизы.
Проблема расчленяется на серию задач, каждая из которых требует экспериментальной отработки.
1. Измерение трофодинамического баланса ландшафтных выделов в ранжированном по отдельным параметрам статическом пространстве:
а) в световом поле, выраженном через статическую и динамическую индикатрису интегральной освещенности;
б) в тепловом поле;
в) в гидродинамическом поле, выраженном через индикатрисы интегрального значения ветроволнового воздействия на морское дно на базе расчетных значений (коэффициента Эйди, вычисленного для каждой точки пространства ландшафтного поля).
2. Трофодинамический баланс в динамически изменяющемся ландшафтном поле с учетом фенологических состояний и природных катастроф, приводящих к образованию «сукцессионной пилы».
В настоящее время лаборатория морских ландшафтов ТИГ ДВО РАН перешла к разработке общетеоретической модели подводной ландшафтной системы.
Недостающие звенья в цепи не доведенных до необходимой степени объяснений частных проблем включают в себя проблему компьютерной симуляции жизненных форм важнейших систематических групп гидробионтов — кишечнополостных, двустворчатых моллюсков, водорослей-макрофитов.
Суть проблемы заключается в том, что во внешнеморфологическом аспекте проявления экологических адаптации организмов рассматриваются два аспекта — индивидуальная жизненная форма полимодального и одиночного организма как синэкологический адаптивный аспект биологической структуры и интегральная жизненная форма как элемент ландшафта. Ранее нами была разработана теоретическая модель аттракторного представления как статистической конфигурации жизненных форм на разных структурных уровнях. Исследовательская программа предполагает развитие общей теории жизненной формы полимодальных и одиночных организмов до уровня компьютерной симуляции на базе общетеоретических расчетов и экспериментального моделирования. Экспериментальное моделирование предполагается в аквариальном эксперименте и в натурных исследованиях в процессе пространственного исследования распределения жизненных форм в ландшафтных полях.