Основные методы ландшафтных исследований

Изучение структуры природных и природно-антропогенных геосистем базируется на двух взаимно дополняемых методах - комплексного физико-географического профилирования и ландшафтного картографирования

Метод комплексного физико-географического профилирования. Этот метод широко распространен в традиционных ландшафтных, ландшафтно-геохимических, ландшафтно-геофизических, ландшафтно-экологических и прикладных исследованиях. Главная цель ландшафтного профилирования – выявление взаимосвязи внутри ПТК и сопряженности комплексов друг с другом. На комплексных профилях определяется приуроченность сопряженных фаций, урочищ, местностей к формам рельефа, литологии, уровню грунтовых вод.

Наиболее типичное заложение профиля – от местного водораздела к водоприемнику. Профиль должен пересекать все характерные для исследуемой территории формы рельефа, учитывать разнообразие геологического строения, почвенного и растительного покрова.

На профиле закладывается ряд основных, картировочных и опорных точек в зависимости от задач и масштаба исследования. Описания на точках наблюдения проводятся в соответствии с методиками отраслевых географических исследований: геоморфологических, почвенных, геоботанических. При необходимости на точках проводится отбор образцов для учета геомасс и геохимического анализа компонентов. Частью комплексных физико-географических исследований могут быть и специальные исследования – геологические, микроклиматические, гидрологические, дендрохронологические, зоологические, экологические.

Все наблюдения «привязываются» к гипсометрической кривой профиля, которая может быть построена по топографической карте или получена путем инструментальной съемки.

Полученные данные заносятся в бланки (дневники) описания точек и наносятся в условных обозначениях на гипсометрическую кривую профиля. Описание сопряженных ПТК, их морфологической структуры и характера границ производится в дневнике в дополнение к бланкам. Профиль может быть дополнен плановой полосой (трансектой) с нанесением границ ПТК.

Рисунок 1 – Схема ландшафтного профиля и мест заложения вертикальных разрезов в фациях:

I – элювиальной; II – трансэлювиальной; III – трансэлювиально-аккумулятивной; IV – супераквальной; V– субаквальной; 1 – коренные породы; 2 – обломочная кора выветривания; 3 – глинистая кора выветривания, лежащая in situ; 4 – делювий; 5 – аллювий; 6 – шурфы описания и отбора образцов почв, пород, вод

Метод картографирования природных и природно-антропогенных геосистем. В основе метода картографирования природных геосистем лежитотображение особенностей ландшафтной дифференциации территории. Объектом мелкомасштабного картографирования являются ландшафтные провинции, страны; среднемасштабного - ландшафтные районы; крупномасштабного - ландшафты и их морфологическая структура.

Фации картографируются в масштабе 1: 5 000 и крупнее, урочища 1: 10 000 – 1: 50 000, ландшафты 1: 100 000 и менее.

Составление крупномасштабной карты проходит методом сплошной полевой съемки. Среднемасштабное картографирование ПТК сочетает детальные исследования на ключевых участках и маршрутные наблюдения. При мелкомасштабном картографировании ландшафтная карта составляется в камеральных условиях. В поле проверяется правильность выделения границ маршрутным методом.

Особую роль в ландшафтном картографировании играет легенда карты, являющаяся моделью классификации ландшафтов или ПТК других рангов. В основу легенды общенаучных ландшафтных карт должен быть положен структурно-генетический принцип.

Для геоэкологических исследований ключевым этапом является интегральная оценка природного и антропогенного фона через картографирование структуры ПТК, масштабности и интенсивности антропогенных воздействий. Синтез карт природных ландшафтов и картосхем источников антропогенного воздействия позволяет охарактеризовать современное состояние ПТК и составить карты природно-антропогенных комплексов. Их картографирование предполагает определение структуры земельных угодий в каждом из ландшафтных выделов, типизацию ПТК по преобладающим видам антропогенного воздействия.

Важное место в геоэкологическом картографировании занимает оценка ландшафтно-геохимических параметров природной среды. Особую роль здесь играет анализ ландшафтно-геохимического фона территории, выявление основных факторов его формирования.

При построении комплексных геоэкологических карт используют комплект базовых моделей: эколого-динамическую и ландшафтно-геохимическую карты, а также карту природно-антропогенных ландшафтов. Основное содержание комплексной геоэкологической карты заключается в отображении природных и техногенных факторов динамики природной среды и их проявлений в районах с различной экологической обстановкой (карта геоэкологических ситуаций).

Назначение и содержание геоэкологических карт природных и природно-антропогенных геосистем определяются масштабом картографирования и объектами анализа. Составление таких карт осуществляется на региональном уровне для выработки стратегии природопользования в регионах; локальном - для выявления проблемных ареалов; детальном - для определения конфликтных участков.

Операционные единицы картографирования рассматриваются как наименьшие пространственные ячейки, по которым организована информация на карте. Г. А. Исаченко выделяет их следующие группы: 1) природные геокомплексы различных рангов - оптимальные пространственные единицы для анализа состояния, качества природной среды и воздействий на нее; 2) анализ территории по водосборным бассейнам. Достоинства такого подхода заключаются в возможности учета внешних и внутренних направлений миграции продуктов техногенеза; 3) использование точек отбора по геометрической сетке применяется при возможности массового сбора и аналитической обработки данных, и удобно для автоматического процесса картографирования. Точки отбора могут быть использованы как центры многоугольников геометрической сетки территории или при применении метода изолиний не иметь площадного выражения. Недостатком этого метода является зависимость от случайных значений показателей, полученных в нетипичных точках отбора; 4) выделение сопряженных ареалов природно-антропогенных территорий основано на синтезе границ ландшафтов, типов земель, административных единиц, ареалов загрязнения и др. Наиболее применим такой метод при картографировании экологических проблем и ситуаций. Положительным моментом является возможность отразить на таких картах оценку различных природных факторов, наиболее мощные источники антропогенного воздействия как точечные, так и площадные. К недостаткам подобных карт относится громоздкая индексация контуров; 5) в качестве операционной единицы анализа геоэкологических ситуаций также используют административно-территориальные единицы разного уровня. Их преимущество заключается в возможности базироваться на обширной статистической информации.

Методики изучения геосистем в полевых ландшафтных исследованиях делятся на экспедиционные, полустационарные, стационарные, дистанционные. Они существенно отличаются по своему содержанию и объёму.

Экспедиционные исследования состояний ПТК ориентированы, в основном, на изучение ещё малоисследованных ПТК и их состояний. При этом производится детальное физико-географическое описание ПТК, ландшафтное профилирование и картогрфирование, а изучения процессов функционирования ПТУ в это время обычно не производится.

Кратковременные экспедиционные исследования фиксируют состояние изучаемой территории на момент посещения и не могут дать необходимого материала для познания взаимосвязей между компонентами геосистемы и геосистемы со средой. Для этого нужны многолетние круглогодичные наблюдения над протекающими в природе процессами, выполняемые в рамках стационарных исследований.

Все наблюдения ведутся многократно в течение всего года, на одной и той же территории по жётской единой программе, составленной таким образом, чтобы наблюдения за различными природными процессами были легко сопоставимы и направлены на раскрытие взаимодействия, взаимообусловленности и суммарного эффекта.

В отличие от экспедиционных исследований, фиксирующих пространственные изменения геосистем, стационарные наблюдения направлены главным образом на изучение временных связей, поэтому в процессе их основное внимание акцентируется на наиболее подвижных компонентах, на мобильных и биотически активных элементах.

Основным объектом изучения на стационарах является прежде всего гомогенные геосистемы – фации. Это обусловлено, во-первых, простотой структуры фации, внутренние связи в которой представлены только вертикальными связями, во-вторых, фации в силу их минимальной функциональной обособленности и сильного воздействия внешней среды являются обычно самыми динамичными и изменчивыми геосистемами.

Главным содержанием исследований является изучение и количественная оценка основных природных режимов фаций. Под природным режимом понимается характерная для геосистемы упорядоченность изменения природных явлений в годичном цикле в течение всего времени существования его современной структуры (Сочава, 1969). К числу основных природных режимов относят радиационный, тепловой, водный, которые являются подвижной составляющей геосистемы, которая выполняет обменные и транзитные функции, связывает внутренние части геосистемы и объединяет их с её внешним окружением. Также изучается режим химического состава вещества, биотические режимы, природно-антропогенные режимы. Изучение всех режимов ведётся сопряжено, чтобы можно было сопоставить их изменения друг с другом.

Многолетние наблюдения в условиях стационаров дают надёжный материал для установления зависимостей сезонной ритмики и динамики геосистем, позволяют судить о развитии геосистем во времени. Однако эти исследования весьма трудоёмки и требуют большого количества исследований, что ограничивает их применение, поэтому чаще применяются полустационарные исследования – непродолжительные повторные наблюдения, которые, хоть и не дают полного представления о природных режимах в геосистемах, тем не менее, позволяют получить некоторые данные о суточной цикличности и сезонной ритмике ряда процессов, поэтому их целесообразно проводить во всех случаях, когда имеются соответствующие условия. Программа работ строится так, чтобы охватить все типичные для данного ПТК состояния, свойственные ему в течение года.

Законченный цикл экспедиционных комплексных физико-гео­графических исследований включает в себя три этапа работ: подготовительный, полевой и камеральный. По продолжительности эти этапы традиционно относились друг к другу примерно как 1:1:2.

Дата добавления: 2014-01-07