Полная версия

Главная arrow Экология arrow Науки о Земле

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ

Элементарный ландшафт, по мнению основателя учения о геохимии ландшафта Б. Б. Полынова, «в своем типичном проявлении должен представлять один определенный тип рельефа, сложенный одной породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования определенным растительным сообществом. Все эти условия создают разность почвы и свидетельствуют об одинаковом, на протяжении элементарного ландшафта, развитии взаимодействия между горными породами и организмами». Пятно солончака можно считать элементарным ландшафтом, а, например, болотную кочку или муравейник - нельзя.

Ядро ландшафтоведения составляет учение о ландшафте географическом как основной ступени физико-географической дифференциации условий, свойств и вещества на поверхности Земли. Ланд-шафтоведение рассматривает вопросы происхождения, структуры и динамики ландшафтов, законы их развития и размещения, а также преобразование в результате хозяйственной деятельности человеческого общества. Одна из задач ландшафтоведения (морфологии ландшафтов) - изучение составных частей ландшафта - геосистем низшего уровня {местностей, ландшафтных урочищ, ландшафтных фаций), их взаимного расположения, взаимодействия, типов образуемых ими пространственных структур и их преобразований с течением времени (рис. 27). К ландшафтоведению относится также изучение зон, секторов, областей, провинций и других региональных геосистем высших рангов, поскольку они представляют собой закономерные группировки ландшафтов. В рамках высших территориальных единств ландшафты связаны между собой благодаря циркуляции атмосферы, а также процессам стока, миграциям растений и животных и др. Выяснение общих законов территориальной дифференциации географической оболочки является основой познания происхождения ландшафтов и геосистем более крупных рангов и вместе с

/W .+*.* ЛИ----IP^rt.

ap- - 4-50

LJ*--

_-»—?-<іОИг?

J ЯИ ?* "??* * J sA ^ *

>v Vі O'" / >

  • -" y//V'-
  • * ^ J4^ лСубэцаагор.

ao

).

JO’

^^jlaiepHMPBbfc ладний ""ГІолярмі^ nyстыни

Г осп&дст&унїщм*

—Теплые течении

иГрЙНИиЫ попсов _

Из Суще и и* мере Г1 ?" — &етры

-Границы аонал*.-^- —^-х.оледныетечєниГраницы сентооон ных типов Ландшафтов

тем теоретическим фундаментом физико-географического районирования.

Пояса Шире? ты -80'

^ ^ оТф hlkmi к Арнг

>--~ _д ~~Т~ 5,----—70*

’ -а_н г а / Jwp'"e0

JT?-ЯК—Ъ‘:

SZjfA&mw».

у{р^л7/ ^

>'~'L^*’.....^Тширонс" ?^>-ф 'О'"^ ч.

  • 11 і |,1™S>^ *.-? ------ „ _
  • 3tf—-* Sl///4y ? • зо'
  • ?Ґ CL

Я «5

  • 40
  • ?Зо

M^P Сні- л .

Эквадор

Суб экватор.

Рис. 27. Пространственная структура ландшафтов (по А. М. Рябчикову и др.).

Элементарные географические комплексы изучаются как части сопряжённых, закономерно построенных территориальных систем (ландшафтов). Образование таких комплексов вызвано процессами с ограниченным радиусом действия, присущими или отдельным ландшафтам, или их группам и вытекающими из внутреннего развития последних (деятельность текучих вод и формирование морфоскульптурных элементов рельефа, конкурентные взаимоотношения растительных сообществ и их взаимодействие с окружающей средой и т. п.). Региональная дифференциация геосистем высших рангов подчинена неравномерному распределению энергии, которая поступает в географическую оболочку извне. Вследствие широтного распределения лучистой энергии Солнца появились ландшафтные пояса, зоны и подзоны. Сложные проявления внутренней энергии Земли своим главным следствием имеют азональный контраст между сушей и Мировым океаном; возникающая в результате этого континентально-океаническая циркуляция воздушных масс обусловливает формирование на материках ряда физико-географических секторов - приокеанических, континентальных и переходных. С разнообразием морфоструктур земной коры связано образование физико-географических стран, областей и районов, а в горах, кроме того, - высотных ландшафтных ярусов и поясов.

На стыке ландшафтоведения со смежными науками сформировалась особая отрасль географии - геохимия ландшафта, разрабатываются основы физики ландшафта или геофизики ландшафта. В исследовании фаций как энергетических ячеек ландшафта и первичного звена в цепи географических взаимосвязей ландшафтоведе-ние непосредственно соприкасается с биогеоценологией. Стационарные исследования сезонной динамики ландшафта создают предпосылки для развития ландшафтной фенологии.

Главным источником фактического материала в ландшафтоведе-нии служат полевые исследования, осуществляемые в процессе экспедиционных и стационарных работ. Первые обычно сопровождаются ландшафтным картированием и дают возможность установить границы природно-территориальных комплексов, а также описать их основные, наиболее устойчивые черты и др. Существенную помощь при этом оказывает использование аэрофотоматериалов и космических снимков. Изучение динамики геосистем требует организации стационарных наблюдений, включающих исследование балансов тепла и влаги, миграции химических элементов, биологической продуктивности. Все это проводится для создания ландшафтных карт.

Ландшафты можно сгруппировать следующим образом.

  • 1. Уникальные, или типичные ландшафты, которые по своей значимости являются или могут быть объявлены памятниками природы, биосферными заповедниками, национальными парками, памятниками садово-паркового искусства. Все они могут использоваться только в соответствии с их назначением, а система охраны должна обеспечить устойчивость первоначального состояния ландшафта на неопределенно долгое время.
  • 2. Ландшафты, обладающие высокими рекреационными показателями, - курортные зоны, зеленые зоны внутри и вокруг городов, территории заказников и охотничьих угодий. Сохранность их должна обеспечиваться инженерным обустройством и биологической мелиорацией - постоянным восстановлением растительных сообществ, локализацией очагов повышенной нагрузки на почвенно-растительный покров, регулярным уходом за насаждениями.
  • 3. Ландшафты, несущие в своих недрах месторождения полезных ископаемых (кроме широко распространенных строительных материалов и пресных подземных вод). На заключительной стадии эксплуатации месторождений необходимо производить работы по восстановлению продуктивности ландшафтов.
  • 4. Сельскохозяйственные и лесные ландшафты, которые используются для получения сельскохозяйственной или лесохозяйственной продукции. Их охрана состоит в рациональном, технологическом и экологически грамотном использовании.
  • 5. Ландшафты непродуктивные, которые малопригодны для сельского хозяйства или создания рекреационных зон, не содержат полезных ископаемых и могут быть использованы для промышленного или гражданского строительства.

Вне зависимости от места, занимаемого ландшафтами в данной группе, классификация подчеркивает характер их свойств, в известной мере предопределяющих возможные направления их комплексного использования и, следовательно, техногенных нагрузок, которые могут возникнуть в результате такого использования. Например, северные территории обладают повышенной ранимостью и неустойчивостью ландшафтов. Это обстоятельство требует особого подхода к их освоению и более жесткого нормирования нагрузок на природную среду.

Ландшафтные карты - карты, отображающие закономерности размещения географических комплексов и их пространственную структуру (рис. 28). На детальных ландшафтных картах (в масштабе 1:10 000 и крупнее) обычно изображаются фации, на обобщённых крупномасштабных и среднемасштабных (в масштабах 1:10 000 -1:1 000 000) картах - урочища и местности, на мелкомасштабных (мельче 1:1 000 000) - преимущественно ландшафты, хотя в отдельных случаях могут быть показаны (в сильно генерализованном виде) фации и урочища. Крупно- и среднемасштабные ландшафтные карты создаются на основе полевой съёмки (с широким использованием космоснимков), мелкомасштабные составляются путём генерализации среднемасштабных ландшафтных карт и отраслевых карт природы. На ландшафтных картах географические комплексы объединяются в классификационные группы (типы, классы, виды и др.). В зависимости от назначения карт легенды к ним составляются с разной степенью детальности - от краткого указания на основные индикаторные компоненты географических комплексов (рельеф, растительность) до развёрнутого перечня показателей (включая элементы климата, условия увлажнения, почвы и т. д.). Ландшафтные карты часто сопровождаются текстовыми характеристиками выделенных на них единиц.

Историко-геохимическая ландшафтная карта СССР

Рис. 28. Историко-геохимическая ландшафтная карта СССР:

А - молодые ландшафты без существенных геохимических реликтов или со слабым их развитием: 1 - в условиях энергичных неотектонических поднятий и эрозионной деятельности; геохимические реликты на террасах рек и древних поверхностях выветривания; 2 - в областях последнего оледенения с широким развитием ледниковых отложений; геохимические реликты ледникового периода; 3 - в областях эоловой аккумуляции; 4 - в поймах и дельтах рек; 5 - в областях молодых трансгрессий.

Б - ландшафты со сложной историей, сменой элювиальных и суперак-вальных режимов, геохимическими реликтами разного типа: 6 - молодые ландшафты, формировавшиеся в аридных условиях; частично пережили су-пераквальную стадию; преобладание солевых реликтов; 7 - ландшафты, формирование которых протекало в течение длительного времени в аридных условиях (начиная с неогена); частично прошли через супераквальную стадию; преобладание солевых реликтов; 8 - ландшафты, формирование которых протекало в гумидных условиях; частично прошли через супераквальную стадию; углеродистые и железо-марганцевые реликты; 9 - ландшафты со сложной и длительной (с мезозоя) историей, сменой гумидных и аридных элювиальных и супераквальных режимов; солевые, глинистые и железомарганцевые реликты; 10 - ландшафты со сложной и длительной (с мезозоя) историей, сменой гумидных и аридных элювиальных и супераквальных режимов; глинистые и железо-марганцевые реликты без существенных солевых реликтов; 11 - ландшафты с длительной историей, сменой гумидных теплых гумидными мерзлотными условиями; преимущественно с железомарганцевыми, углеродистыми и ледяными реликтами; 12 - ландшафты с длительной историей, частично пережившие супераквальную стадию, с реликтами разного типа (Перельман А. И., 1999).

Универсальный характер ландшафтных карт, дающих наиболее полное представление о природных условиях территории, определяет широкие возможности их практического применения. На основе ландшафтных карт общенаучного типа создаются различные прикладные ландшафтные карты (агропроизводственные, инженерногеографические, мелиоративные, медико-географические, архитектурно-планировочные), на которых географические комплексы группируются в зависимости от оценки их хозяйственного или экологического потенциала, степени пригодности для того или иного использования и рекомендуемых мероприятий. Ландшафтные карты могут служить основой для составления прогнозных карт, на которых отражаются ожидаемые изменения географических комплексов в результате хозяйственной деятельности человека.

Систематизация наблюдений и установление эмпирических зависимостей в ландшафтоведении основываются главным образом на применении сравнительного географического метода, существенным элементом которого является картографический анализ, а также историчность метода. К 60-м гг. XX в. относятся первые опыты применения математической статистики и математической логики к изучению взаимосвязей между компонентами геосистем, а также к разработке их классификации. Известны попытки рассматривать ландшафт как саморегулирующуюся систему, что открывает возможности для применения структурно-системного подхода к его изучению. Опыты построения графических моделей геосистем довольно многочисленны; на очереди проблема создания математических моделей, выражающих главные взаимосвязи между отдельными компонентами ландшафтов и между геосистемами низших порядков. В настоящее время многие из этих вопросов решаются с помощью ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАви-гационная Спутниковая Система) и ГИС-технологий (ГИС - геоин-формационная система). Среди последних известны платные технологии: ArcINFO, ArcGIS, AutoCAD Map 3D, GeoMedia, Maplnfo, Modular GTS Environment (MGE), ИнГео, Гис Карта, бесплатные: GeoMedia-Viewer, Google Планета Земля, GRASS, gvSIG, Quantum GIS, специализированные программные продукты ГИС: K-MINE, Tekla Xpower, ГИС ИНТЕГРО (Википедия).

Геоинформационные технологии. Геоинформационная система (ГИС, также географическая информационная система) - информационная система, предназначенная для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Термин также используется в более узком смысле - ГИС как инструмент (программный продукт), позволяющий пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов.

ГИС включают в себя возможности систем управления базами данных (СУБД), редакторов растровой и векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне и многих других областях.

По территориальному охвату различают глобальные ГИС, субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС, субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС.

ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС, природоохранные ГИС и т. п.; среди них особое наименование, как особо широко распространённые, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.

Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов, обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоин-формационных проектов, создание ГИС в широком смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований, в том числе изучение требований пользователя и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения «затраты/прибыль»; системное проектирование ГИС, включая стадию пилот-проекта, разработку ГИС; её тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке, прототипирование, или создание опытного образца, или прототипа; внедрение ГИС; эксплуатацию и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.

Для обработки информации широко применяется компьютерная техника последнего поколения. Внедряются алгоритмы и программы обработки фактографической информации.

Одним из видов современных информационных продуктов являются материалы космических съемок, которые могут быть успешно использованы в геологии, гидрогеологии, экологии и т. д. на базе ГИС-технологий с применением космических снимков, размещенных на сайтах http://www.esri.com, http://earth.google.com. Снимки с этих сайтов являются детальными, но имеют невысокое разрешение. С целью увеличения точности космических снимков используются методы дистанционного зондирования, мозаики и ортотранс-формирования, а также новые гибкие программные системы, обеспечивающие оперативную обработку большого объема разнородной информации и наглядно представляющие результаты решения задач.

Прикладная направленность ландшафтоведения. Ландшафто-ведение уже на начальном этапе развития приобрело ясно выраженную прикладную направленность; в дальнейшем сфера практического приложения ландшафтной теории значительно расширилась. В современном прикладном ландшафтоведении наметились различные направления: агропроизводственное, инженерное, мелиоративное, медицинское, архитектурно-планировочное и рекреационное. Содержание прикладных ландшафтных исследований составляют специализированная типизация природных территориальных комплексов, оценка последних с точки зрения пригодности и целесообразности для практического использования, рекомендации по их преобразованию и охране, и, наконец, разработка прогноза ожидаемых изменений. Основные материалы, передаваемые ландшафтоведами для практического использования в различных отраслях хозяйства, - прикладные и ландшафтные карты и схемы районирования с соответствующими текстовыми приложениями. Важнейшая практическая задача ландшафтоведения - разработка научных основ управления геосистемами и создание культурных ландшафтов - должна решаться на базе теории развития геосистем и их взаимодействия с хозяйственной деятельностью человека; на этой основе станет возможным прогнозирование поведения геосистем, обусловленного как естественными, так и антропогенными факторами.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>