Стаціонарні та напівстаціонарні дослідження ландшафтів

Стаціонарні ландшафтознавчі дослідження - це польові до-
слідження особливостей функціонування, динаміки і розвитку
ландшафтних комплексів в стаціонарних умовах, на протязі три-
валого часу і за допомогою технічних приладів.

Кількісні характеристики функціонування, динаміки і розвитку
ландшафтних комплексів поділяють на характеристики вертикального і
горизонтального простягання. Характеристиками вертикального про-
стягання являються характеристики окремих природних компонентів,
які формують вертикальну (ярусну) структуру ландшафтних комплек-
сів і відображають процеси вертикального переміщення енергії і речо-
вини. При дослідженні вертикальних енергетичних і речовинних пото-
ків в ландшафтних комплексах вивчають: 1) радіаційний режим атмос-
фери і земної поверхні: 2) тепловий режим повітря: 3) тепловий режим
грунтів; 4) режим вологості повітря; 5) режим вологості грунтів; 6) віт-
ровий режим; 7) режим випадання атмосферних опадів; 8) динаміка
хімічного складу грунтів.

Радіаційний режим атмосфери і земної поверхні - це часова (добо-
ва, річна і багаторічна) зміна кількості сонячної радіації. Він визнача-
ється радіаційним балансом. Радіаційний баланс - це сума надходжен-
ня і витрат радіації, яка поглинається і випромінюється атмосферою
підстилаючої поверхнею. Проходячи через атмосферу, сонячна радіація
частково відбивається, а частково поглинається і до земної поверхні
надходить у вигляді прямих та розсіяних променів. Пряму сонячну ра-
діацію (І) вимірюють за допомогою актинометра, розсіяну (S) реєстру-
ють за допомогою альбедометра. Пряма і розсіяна сонячна радіація ра-
зом утворюють сумарну сонячну радіацію (Q). Вона розраховується за
формулою: Q = І + S. Відбиту радіацію характеризує альбедо - відно-
шення відбитої радіації (D) до сумарної радіації (Q). Відбита коротко-
хвильова радіація, як і розсіяна, реєструється за допомогою альбедоме-
тра. Альбедо розраховується за формулою: А = D/Q і визначається в
частках одиниці або у відсотках. Тривалість сонячного сяяння визна-
чають геліографом. За добу провадиться 6-8 строків спостережень за
загальноприйнятим для метеорологічних станцій єдиним часом - у 00,
03,06,09, 12, 15, 18, 21 год.

Земна поверхня поглинає сонячну радіацію, перетворює її в тепло-
ву і випромінює довгохвильову радіацію. Це випромінювання назива-

ють земним (ез). Атмосфера, поглинаючи радіацію, також нагрівається
і випромінює довгохвильову радіацію. Це випромінювання називають
атмосферним (Е_А). Різниця між земним і атмосферним випромінюван-
ням становить ефективне випромінювання (Е_РФ). Ефективне випромі-
нювання визначається двома способами: безпосередньо за допомогою
піргеометра або за розрахунковою формулою (Ено = ез - Е/0 за метео-
рологічними спостереженнями. Отже, Земля одночасно одержує соняч-
ну радіацію і віддає її у міжпланетний простір. Різниця між прибутком і
видатком сонячної радіації складає радіаційний баланс, який розрахо-
вується за формулою R = Q (1 - А) - Е, де Q - сумарна радіація. А -
альбедо земної поверхні, Е - ефективне випромінювання. В залежності
від переважання прибутку або видатку радіаційний баланс може бути
додатнім (наприклад, вдень) або від'ємним (вночі).

Тепловий режим повітря - це часова зміна температури повітря.
Добові і річні (сезонні) коливання температури повітря досліджуються
за допомогою метеорологічних термометрів (строкового, максимально-
го і мінімального). Термометри розміщують у психрометричних будках
на висоті 2 метри від земної поверхні.

Тепловий режим грунтів - це часова зміна температури на поверхні
грунтів і на різних глибинах ґрунтового профілю. Температуру на по-
верхні грунту вимірюють за допомогою строкового, максимального і
мінімального метеорологічних термометрів. Температуру верхніх ша-
рів грунту (5-20 см) вимірюють колінчастими термометрами Савінова,
а на глибинах понад 20 см - глибинними витяжними термометрами
ТМВ-50 і термометрами-щупами АМ-6. Термографи ведуть автоматич-
ні і цілодобові спостереження за температурою повітря і грунтів.

Радіаційний і тепловий режими земної поверхні і нижнього шару
атмосфери складають тепловий баланс земної поверхні. Він визначаєть-
ся як сума потоків тепла, що приходять на земну поверхню і випромі-
нюються з неї. завжди дорівнює нулю і відображається рівнянням R + Р
+ LE + В = 0, де R - радіаційний баланс земної поверхні, Р - турбулен-
тний потік тепла від земної поверхні в атмосферу, LE - затрати тепла
на випаровування або на конденсацію водяної пари (утворення роси), L
- прихована теплота пароутворення, Е - шар води, що випарувався, В -
потік тепла від поверхні Землі до нижніх шарів грунту. Для вимірю-
вання випаровування при стаціонарних дослідженнях використовують
випаровувачи, роси - росографи. Співвідношення компонентів балансу
змінюється у часі в залежності від властивостей підстилаючої поверхні,
кліматичних умов, пір року і доби. Характером теплового балансу ви-
значаються особливості і інтенсивність більшості природних процесів.

Режим вологості повітря - це часова зміна вмісту водяної пари у
повітрі, що відбувається внаслідок зміни температури повітря і земної
поверхні, процесів випаровування і конденсації, а також перенесення
вологи. Вона характеризується рядом величин: абсолютною і віднос-
ною вологістю, дефіцитом вологості, пружністю водяної пари, точкою
роси, питомою вологістю. Добовий хід вологості повітря досліджується
за допомогою волосного гігрометра, станційного і аспіраційного псих-
рометрів, гігрографа в ті ж терміни, що і хід температури.

Режим вологості грунтів - це часова зміна вмісту вологи в грунті
в твердому, рідинному і газоподібному станах. Вологість грунту безпе-
рервно змінюється внаслідок переміщення вологи по профілю і її випа-
ровування із грунту. Визначення вологості грунтів провадиться шляхом
висушування грунту в термостаті.

Вітровий режим - це часова зміна напряму, сили і швидкості віт-
ру. Напрям і силу вітру визначають за допомогою флюгера Вільда, якій
розміщується на висоті 8-Ю м над земною поверхнею і має стрілку, яка
вказує напрям вітру, і спеціальну дошку, відхилення якої від вертика-
льної осі вказує силу вітру. Швидкість вітру вимірюється за допомогою
анемометра і анемографа.

Режим випадіння атмосферних опадів - це часова зміна інтенсив-
ності і кількості опадів, що випадають з хмар. Для визначення кількості
дощових опадів, які вимірюються у міліметрах шару води на горизон-
тальній поверхні, використовують опадомір Третякова, сумарні опадо-
міри і плювіографи. Сніговий покрив характеризується висотою, щіль-
ністю і запасом води. Висота снігового покриву вимірюється в санти-
метрах за допомогою стаціонарних і переносних снігомірних рейок.
Щільність снігу вимірюють об'ємним або ваговим снігомірами і обчис-
люють за відповідними формулами. Запас води в снігу обчислюють за
формулою на підставі даних про висоту і щільність снігового покриву.

Дослідження динаміки геохімічних характеристик ландшафтних
комплексів провадяться один раз на декаду і включають дослідження
кислотності, іонної структури і мінералізації атмосферних опадів і
ґрунтового фільтрату (розчину). Фільтрат вловлюють за допомогою
циліндричних відповерхневих лізиметрів висотою 10, 20, 25 і 50 см та
площею перетину 500 см². Лізиметри встановлюють на трьох ділянках,
які є своєрідними натурними моделями орних угідь, луків і лісів. Орні
угіддя відображає ділянка луків, що регулярно прополюється. Ділянка,
що знаходяться поруч, але не прополюється і весь час зберігає
трав'яний покрив відображає природні луки. Третя ділянка з відповід-
ним технічним обладнанням знаходиться в лісі [74].

За характеристиками простягання горизонтальні речовинні потоки
поділяють на: 1) атмосферні (перенос твердої речовини атмосферними
потоками); 2) водні (поверхневий і ґрунтовий стік) і 3) гравігенні. До-
слідження параметрів цих потоків проводиться на точках спостережен-
ня, де встановлені відповідні технічні прилади. Так, на Чорногорському
стаціонарі Львівського університету для визначення кількості твердої
речовини, що переноситься повітряними потоками, застосовується ви-
шка потокового накопичувача [196]. Для визначення поверхневого і
ґрунтового стоку використовуються потокові ями, що являють собою
грунтові розрізи з площею стінки 1 м² з фільтром в нижній частині.

Дослідження всіх кількісних і якісних ознак функціонування, ди-
наміки і розвитку ландшафтних комплексів провадиться у трьох аспек-
тах: 1) на майданчику спостережень; 2) на полігон-трансектах; 3) на
профілях. В першому випадку всі спостереження здійснюються на спе-
ціально обладнаному майданчику, де встановлені всі необхідні прила-
ди. Полігон-трансект — це смуга земної поверхні довжиною 1,5-3 км. її
ширину визначають розміри фацій, які перетинає трансект. Для прове-
дення систематичних і синхронних спостережень на полігон-трансекті
розміщують до 50 постів спостережень. Збір інформації проводять 4-8
разів на рік за певним графіком, завдяки чому, крім просторового ряду,
створюється і часовий ряд спостережень. Профіль, на відміну від полі-
гон-трансекта, являє собою не смугу, а лінію, яка перетинає сполучені
фації. Вимірювальна апаратура розміщується по всій довжині профілю
в інтервалі від 5 до 10 м.

Напівстаціонарні ландшафтознавчі дослідження - це бага-
торічні, але не систематичні спостереження за кількісними показ-
никами функціонування, динаміки і розвитку ландшафтних компле-
ксів. На відміну від стаціонарних, вони провадяться не щоденно, а
за певними сезонними стадіями розвитку ландшафтних комплексів.

Лімітуючими умовами напівстаціонарних досліджень є обмеже-
ність досліджуваних кількісних характеристик, необхідність викорис-
тання складної громіздкої вимірювальної апаратури і використання ме-
тодів або засобів, які потребують тривалого часу фіксації вимірів.

Більш докладно про принципи, методику і конкретні приклади ста-
ціонарних і напівстаціонарних ландшафтознавчих досліджень можна
прочитати в роботах [17-23; 71; 73-74; 106-109; 123; 163-164; 195-197;
241; 245-247; 298; 346].

Дата добавления: 2014-11-18