Geosukcesja zmiany domen morfogenetycznych

Transkrypt

1 VII Zjazd Geomorfologów Polskich kraków 2005 Geosukcesja zmiany domen morfogenetycznych jako dopełnienie holistycznej teorii przyrody 1 W naukach geograficznych, w tym w geomorfologii, odnotowuje się powstawanie nowych terminów, które zaczynają się od przedrostka geo- głównie jako podkreślenie abiotycznego charakteru nazywanego zjawiska. Źródłem tego rodzaju neologizmów jest postęp metodologiczny i metodyczny w nauce obserwowany również w geomorfologii. Dziś, już nikogo nie dziwią takie pojęcia jak geoekosystem, georóżnorodność czy geoindykatory. Ma to istotne znaczenie, albowiem pojęcia te są wysoce komplementarne w stosunku do ekosystemu, bioróżnorodności czy bioindykatorów, które mają swoje korzenie metodologiczne w holistycznej teorii przyrody a rozpatrywane łącznie z dziedzictwem kulturowym odnoszą się do różnorodności krajobrazowej. Nie można powiedzieć, aby w holistycznym podejściu do przyrody zapomniano czy po macoszemu traktowano elementy abiotyczne, natomiast można z powodzeniem stwierdzić, że ich rozpoznanie, znajomość i nazewnictwo pozostaje bardzo często na poziomie mniej więcej poł. XX w. Jednym z najbardziej ewidentnych przykładów jest opis wolińskiej moreny czołowej jako jądra dyluwialnego, co można nadal znaleźć we współczesnych opisach przyrody nieożywionej Wolińskiego Parku Narodowego. W holistycznej teorii przyrody, wywodzącej się z teorii ekosystemów, wiele miejsca poświęca się zjawisku sukcesji, sukcesji biologicznej tak dla świata roślin. jak i zwierząt, rozwiniętej wyjątkowo szeroko w ekologii. W świecie nieożywionym równie często odwoływano się do koncepcji ewolucjonizmu Darwina, czego wyrazem była m.in. koncepcja cyklów geograficznych Davisa, później wielokrotnie krytykowana. 1 Tekst został zredukowany o powołania się na literaturę, jej spis oraz rycinę ze względów redakcyjnych. Pełna wersja ukaże się w jednym z czasopism.

2 550 Nie zaprzepaszczając dorobku wielu badaczy geografii fizycznej, w tym geomorfologii a wychodząc naprzeciw komplementarnemu, holistycznemu traktowaniu przyrody wydaje się więc słuszne i potrzebne uzupełnienie współczesnej terminologii geograficznej czy ściślej geomorfologicznej o pojęcie geosukcesja. Wynika to z faktu, że podobnie jak przyroda ożywiona, tak i jej część nieożywiona podlega zmianom cyklicznym, fluktuacyjnym i sukcesyjnym a nie tylko zmianom mierzonym w skali geologicznej i nakładającym się na nie zjawiskom gwałtownym. Nie używanie terminu geosukcesja do tej pory można upatrywać, podobnie jak w przypadku georóżnorodności czy geoindykatorów, w opóźnieniu i niedorozwoju badań sfery abiotycznej w porównaniu do sfery biotycznej. Należy tu zwrócić uwagę, że geosukcesja w swej istocie nie jest novum w geomorfologii dynamicznej a jedynie podkreśleniem ewolucyjnego charakteru rzeźby w dowolnym środowisku geograficznym czy w dowolnym geoekosystemie. Mając na uwadze holistyczną teorię przyrody można dość przekonywująco stwierdzić, iż dowolny obszar podlega geosukcesji i biosukcesji jako dwóch komplementarnych sposobów ewolucji środowiska geograficznego, geoekosystemu. Jeśli przyjąć za wieloma autorami definiowania geomorfologii jako nauki zajmującej się m.in. morfogenezą i rozwojem form powierzchni ziemi, to naturalnym staje się podjęcie dociekań tego rozwoju rzeźby na drodze geosukcesji. Z punktu widzenia geomorfologii dynamicznej stwierdzane są niemalże gołym okiem z końcem XX w. postępujące z roku na rok procesy ablacji i recesji lodowców zarówno ich jęzorów jak i pól alimentacyjnych. Te obserwowane szybkie recesje lodowców na obszarach polarnych jak również wysokogórskich oraz prowadzone badania na archipelagach Svalbard i Szetlandy Południowe wskazują na potrzebę zdefiniowania pojęcia opisującego obserwowane zjawiska na obszarach paraglacjalnych. Stosownym pojęciem wydaje się być właśnie geosukcesja. W gruncie rzeczy idea geosukcesji jest opisywana w licznych publikacjach, dotyczących dawnych i współczesnych przemian krajobrazowych obszarów opuszczanych przez lodowce, lecz nigdzie jak do tej pory w literaturze nie została właśnie tak zdefiniowana. Należy jednak wspomnieć, że sugestie w kierunku nazywania geosukcesją niektórych zdarzeń na obszarach paraglacjalnych można zauważyć w obszernym artykule przeglądowym 2, w którym używa się takich sformułowań jak: geomorphological succession, Late Quaternary stratigraphic successions. Zatem powszechność zjawiska ciągu przemian krajobrazowych, zresztą nie tylko na obszarach paraglacjalnych dyktuje sformułowanie podstaw terminologicznych geosukcesji celem uporządkowania obserwowanych i opisywanych zmian, które właśnie na obszarach polarnych przebiegają bodaj najbardziej efektownie i efektywnie. Geosukcesja jest złożonym i zazwyczaj długotrwałym ciągiem zdarzeń (zjawisk), obejmującym zespół przeobrażających procesów geograficznych występujących w pewnej jednostce przestrzennej a doprowadzających do zmiany dotychczas istniejącej na niej domeny morfogenetycznej na inną. Efektem geosukcesji są nakładające się na siebie zmiany jakościowe i ilościowe procesów geomorficznych zachodzące w dowolnej skali 2 Ballantyne, C.K., 2002, Paraglacial geomorphology, Quarter. Sci. Rev., 21:

3 Geosukcesja zmiany domen morfogenetycznych czasowo-przestrzennej, doprowadzające do przeobrażeń w stylu funkcjonowania domeny morfogenetycznej. Zmiana domen morfogenetycznych wyraża zmiany charakteru rzeźby i jej form a zatem wyraża także zmiany krajobrazu w geoekosystemie powodowane wymiennością procesów dominujących i drugorzędnych. Stąd zjawisko geosukcesji jest pewnym ciągiem, szeregiem nieprzypadkowo następujących po sobie krajobrazów, odzwierciedlających ewolucję form rzeźby w wielu funkcjonujących domenach morfogenetycznych w obrębie pewnej jednostki przestrzennej. Można zatem krótko stwierdzić, że geosukcesja jest ukierunkowaną, progresywną zmianą struktury geoekosystemu, w której decydującą rolę pełni zmiana/przekształcenie/reorganizacja/dostosowanie domen morfogenetycznych. W tym kontekście należy uściślić pojęcie domeny morfogenetycznej, bowiem dotychczas w geomorfologii była ona postrzegana różnie i niejednoznacznie. Domena morfogenetyczna jest jednostką przestrzenną o zróżnicowanej randze taksonomicznej wytworzonej przez ściśle określony, unikalny zespół czynników i procesów morfogenetycznych. Z charakteru geosukcesji oraz różnych rang taksonomicznych jakie można przypisać domenie morfogenetycznej wynika, że posiada ona strukturę hierarchiczną, którą można wyznaczyć następująco: detal pojedynczej formy rzeźby, pojedyncza forma rzeźby, zespół form rzeźby o jednakowych cechach, sekwencyjny rozkład zespołów form rzeźby, wynikający z przebiegu morfogenezy, holistyczna złożoność krajobrazu morfogenetycznego jako odbicie różnych sekwencyjnych rozkładów zespołów form rzeźby, kompilacja różnych krajobrazów morfogenetycznych, zazwyczaj nakładających się na siebie przestrzennie i czasowo, rzeźba o krajobrazach morfopoligenetycznych, synchronicznych o znacznym uwarunkowaniu litologią bądź geologią podłoża, rzeźba obejmująca zespół krajobrazów morfopoligenetycznych, asynchronicznych uzależnionych głównie od wielkoskalowych uwarunkowań geologicznych a przede wszystkim od strefowości morfoklimatycznej. Analogiczne do tej hierarchii domen można zaproponować 8 rodzajów domen: element morfogenetyczny, kategoria morfogenetyczna, zespół morfogenetyczny, układ (=podsystem) morfogenetyczny, system morfogenetyczny (=morfosystem), region morfogenetyczny, strefa morfogenetyczna i dziedzina morfogenetyczna. Przyczyny i uwarunkowania zmian w domenie i/lub domenach morfogenetycznych wpływają na charakter, zasięg i tempo geosukcesji. Geosukcesja jest zatem atrybutem wrażliwości domen morfogenetycznych, wyrażającej się wzbogacaniem lub zubożeniem georóżnorodności tych domen. Przebieg geosukcesji można przedstawić w postaci piramidy geosukcesyjnej. Podstawę piramidy tworzy podłoże, które może być stanowione przez warstwy skalne, pokrywy osadowe, pokłady lodu czy wreszcie toń wodną w zagłębieniach lądowych. Głównymi elementami piramidy są dwie odmiany geosukcesji. Pierwsza to geosukcesja pierwotna obejmująca różne typy środowisk, w których generowane są krajobrazy morfologiczne, a więc mogą to być środowiska: subglacjalne, subniwalne, subaeryczne i subakwalne

4 552 (w skrajnym przypadku może to być także środowisko subbiotyczne). Krajobraz morfologiczny może być kształtowany w jednym środowisku, w kilku środowiskach lub we wszystkich 25 kombinacjach kolejności następowania środowisk. Geosukcesja pierwotna poprzez występowanie odpowiedniego typu środowiska determinuje przyszłe, dalsze kształtowanie krajobrazów morfologicznych. Druga odmiana geosukcesji to geosukcesja pochodna, która jest progresywną konsekwencją geosukcesji pierwotnej. Polega ona na tym, że określone środowiska (subglacjalne, subniwalne, subaeryczne, subakwalne) w krajobrazie morfologicznym generują zespół procesów wynikający z charakteru danego środowiska. W skład takiego zespołu procesów wchodzą obok procesów ogólnogeograficznych (np. klimatycznych, hydrologicznych) przede wszystkim procesy morfogenetyczne, które przesądzają o obliczu domeny morfogenetycznej na danym etapie geosukcesji, wspomagane zestawem odpowiadających im procesów denudacyjnych i sedymentacyjnych. Zróżnicowanie procesów morfogenetycznych w czasie geosukcesji pochodnej osiąga maksymalne rozmiary u jej zarania aby w miarę upływu czasu ukierunkowywać je na proces dominujący (lub dominujące) oraz procesy drugorzędne, odpowiedzialne za wykształcenie dopasowujących się do nich form rzeźby. Piramidę geosukcesyjną wieńczy klimaks morfologiczny, odpowiadający mniej więcej ustabilizowanym warunkom w rozwoju rzeźby danego krajobrazu morfogenetycznego. Klimaks morfologiczny obrazuje ekwifinalistyczną asocjację form rzeźby dla właściwych im procesów morfogenetycznych. Wreszcie należy stwierdzić, że klimaks morfologiczny jest nieuniknioną implikacją geosukcesji pierwotnej i pochodnej. Zmiany w obrębie piramidy geosukcesyjnej dokonują się na skutek wystąpienia pewnych zakłóceń o charakterze impulsów. Zakłócenia te powodują zmiany albo środowiska i za nim domeny, albo domen w obrębie tego samego środowiska. Aby zmiany te mogły mieć istotne znaczenie, zakłócenia muszą być na tyle silne, aby zostały przekroczone pewne wartości progowe dla kluczowych elementów bądź środowiska bądź domeny. Można zatem sugerować, że miarą postępu geosukcesji jest przekroczenie in minus lub in plus wartości progowych dla czynników i/lub procesów dominujących i/lub drugorzędnych. Analiza progowa tych elementów wyznacza kolejne fazy przebiegu geosukcesji. Pomiar bądź oszacowanie intensywności i zmienności procesu dominującego i procesów drugorzędnych w wymieniających się domenach morfogenetycznych pozwala na precyzyjne wyznaczenie granic czasowych kolejnych faz w piramidzie geosukcesyjnej. Do tego celu wydaje się być najbardziej efektywne wykorzystanie badań dynamiki geoindykatorów. Reasumując problem zmian w czasie geosukcesji należy stwierdzić, że krajobrazy morfologiczne przechodząc z biegiem czasu od geosukcesji pierwotnej do klimaksu morfologicznego charakteryzują się początkowo wysokim tempem zmian krajobrazowych, dużym rozproszeniem jakościowym i ilościowym form rzeźby, znaczną ich krótkotrwałością, a bilanse energetyczne i materialne są niezrównoważone, aby w końcu osiągnąć niskie tempo zmian krajobrazowych, znaczną stałość form rzeźby, wydłużony czas ich trwania, a bilanse energetyczne i materialne są zrównoważone. O ile geosukcesja przekształca stare i tworzy nowe krajobrazy morfologiczne, o tyle klimaks morfologiczny zachowuje je na określonym poziomie ich rozwoju. Osiągnięcie stanu klimaksowego

5 Geosukcesja zmiany domen morfogenetycznych w krajobrazie morfologicznym uruchamia dopiero procesy sukcesji w sensie biosukcesji, albowiem warunki stabilizujące tego stanu umożliwiają rozwój pokrywy glebowej, a wraz z nią życia organicznego. Takie pojmowanie geosukcesji sięga do korzeni metodologicznych holistycznej teorii przyrody i jest komplementarne w stosunku do zjawisk zachodzących w biosferze. W trakcie prezentacji oprócz podstaw teoretycznych zostaną przedstawione właściwości geosukcesji oraz jej przykłady w polarnych geoekosystemach oazowych zachodniego wybrzeża Spitsbergenu w archipelagu Svalbard (Arktyka) i wybrzeży Zatoki Admiralicji na Wyspie Króla Jerzego w Szetlandach Południowych (Antarktyka). Instytut Paleogeografii i Geoekologii Uniwersytet im. Adama Mickiewicza ul. Dzięgielowa Poznań

6