МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»

В.А. Казанцев, О.Г. Быкова

ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ

Утверждено редакционно-издательским советом академии

в качестве учебно-методического пособия

Новосибирск

СГГА

2008

УДК 911.5

ББК 26.82

К14

Рецензенты:

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Института почвоведения и агрохимии СО РАН

М.В. Якутин

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Сибирской государственной геодезической академии

Л.А. Черновский

Казанцев, В.А.

К14 Ландшафтоведение [Текст] : учеб.-метод. пособие / В.А. Казанцев,

О.Г. Быкова. – Новосибирск: СГГА, 2008. – 104 с.

ISBN 978-5-87693-281-5

Содержание настоящего учебно-методического пособия отвечает

предусмотренному Государственным образовательным стандартом высшего

профессионального образования обязательному минимуму содержания

образовательной программы по дисциплине «Ландшафтоведение» для

специальности 020804 «Геоэкология».

Цель данного пособия – помочь студентам освоить методы прикладного

ландшафтоведения, научить использовать данные аэрокосмической

информации, дистанционного зондирования при решении ландшафтно-

экологических задач конкретных территорий и увязывать их с глобальными

процессами и явлениями на длительные сроки.

Ответственный редактор: кандидат геолого-минералогических наук,

доцент Сибирской государственной геодезической академии В.М. Алтухов

Печатается по решению редакционно-издательского совета СГГА

УДК 911.5

© ГОУ ВПО «Сибирская государственная

ISBN 978-5-87693-281-5 геодезическая академия (СГГА)», 2008

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ............................................................................................................... 5

Часть I. Теоретические основы курса «ландшафтоведение» .......................... 6

1. Общее представление о предмете .............................................................. 7

1.1. Структура вещества Земли. Оболочки и геосферы ........................... 7

1.2. Ландшафтоведение как наука ............................................................... 9

1.3. Место ландшафтоведения среди наук о Земле ................................. 12

1.4. Краткая история развития ландшафтоведения ................................. 12

1.5. Структура современного ландшафтоведения как фундаментальной

и прикладной науки ............................................................................ 13

2. Основы теории и методологии ландшафтоведения ............................... 15

2.1. Концептуальные основы ландшафтоведения ................................... 15

2.2. Геосистемная концепция в ландшафтоведении ............................... 16

2.3. Экосистемная концепция .................................................................... 17

3. Природные компоненты и факторы ......................................................... 19

3.1. Общие понятия .................................................................................... 19

3.2. Вещественные, энергетические, информационные свойства

природных компонентов ..................................................................... 20

3.3. Уровень организации компонентов, их формирование, интеграция

и дифференциация .............................................................................. 21

3.4. Геокомпонентные подсистемы: геома, биота, биокосная подсистема

............................................................................................................... 22

3.5. Геогоризонты и вертикальная структура геосистем ........................ 23

4. Связи природных компонентов ................................................................ 24

4.1. Типы связей: вещественные, энергетические, информационные .. 24

4.2. Прямые и обратные связи компонентов ............................................ 24

4.3. Закон внутреннего динамического равновесия и его следствия.

Экологические «законы» Б. Коммонера ........................................... 25

4.4. Ландшафтная индикация и ее принципы .......................................... 26

5. Ландшафтная дифференциация суши и функционирование геосистем

..................................................................................................................... 27

5.1. Ландшафтная дифференциация суши ............................................... 27

5.2. Структура и функционирование ландшафта .................................... 29

5.3. Парагенетические подсистемы .......................................................... 30

6. Ландшафты и человечество ...................................................................... 31

6.1. Природные и измененные ландшафты .............................................. 31

6.2. Проблема опустынивания и меры оптимизации

природопользования ........................................................................... 32

Вопросы для самопроверки и повторения ...................................................... 36

Часть II. Практические аудиторные работы по курсу «ландшафтоведение»

..................................................................................................................... 37

7. Знакомство с топографической основой, условными знаками, аэро- и

космоснимками .......................................................................................... 38

7.1. Топографические карты ...................................................................... 38

7.2. Топографические условные знаки ..................................................... 39

7.3. Основы аэрокосмического зондирования ......................................... 42

7.3.1. Полевое дешифрирование ............................................................ 56

7.3.2. Наземное дешифрирование ......................................................... 57

7.3.3. Аэровизуальное дешифрирование .............................................. 58

7.3.4. Камеральное дешифрирование .................................................... 58

7.3.5. Определение ландшафтов и их подсистем. Границы природных

объектов ......................................................................................... 61

Вопросы для самопроверки и повторения ...................................................... 66

Часть III. Учебная практика по курсу «ландшафтоведение» ........................ 67

8. Основные употребляемые термины и понятия ....................................... 68

8.1. Цели и задачи учебной практики ....................................................... 68

8.2. Природные географические компоненты ......................................... 68

8.3. Географическая структура ландшафта .............................................. 69

8.4. Почвенные горизонты ......................................................................... 70

8.5. Мощность почвы и отдельных почвенных горизонтов ................... 71

8.6. Границы почвенных горизонтов ........................................................ 71

8.7. Гранулометрический состав почв и грунтов .................................... 71

8.8. Цвет почв и грунтов ............................................................................ 71

8.9. Структура почв и грунтов ................................................................... 72

9. Порядок прохождения практики .............................................................. 75

9.1. Общие организационные вопросы .................................................... 75

9.2. Основные теоретические положения практики ............................... 75

9.3. Основные средства и способ выполнения работ ............................. 77

9.4. Оформление полевого дневника и описание точек ......................... 78

9.5. Простейшие замеры с помощью горного компаса, секундомера и

рулетки ................................................................................................. 81

9.6. Построение ландшафтно-геохимических профилей и составление

ландшафтной карты ............................................................................ 82

9.7. Оформление отчетных материалов и их защита .............................. 83

Заключение ......................................................................................................... 85

Библиографический список ............................................................................. 87

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время роль ландшафтоведения как науки резко возросла в

связи с обострением экологических проблем природопользования,

комплексного рационального использования, охраной и восстановлением

природных ресурсов конкретных регионов. Поэтому изучению дисциплины

«Ландшафтоведение», являющейся одной из основных профилирующих

дисциплин для студентов специальностей 020804 «Геоэкология» и 120201

«Исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами», придается

особое значение.

Предлагаемое учебно-методическое пособие состоит из трех частей. В

первой части, автором которой является доктор биологических наук, профессор

кафедры экологии и природопользования СГГА В.А. Казанцев,

рассматриваются теоретические и методологические основы. Дисциплина

«Ландшафтоведение» изучает геосистемы, природно-территориальные

комплексы (ПТК) и их морфологические единицы, которые образуют единую

ландшафтную сферу Земли. Изучение геосистем дает целостное представление

о природе как среде жизни, деятельности человека и объекте охраны. Будущие

специалисты-геоэкологи получают представление о сложной взаимосвязи и

взаимообусловленности во времени и пространстве природных факторов

(солнечная энергия, внутренняя энергия Земли, деятельность человека и др.) и

компонентов (воздушные, водные массы, горные породы, почвы, биота, а также

рельеф и климат). Это «ключ» к расшифровке направленности процессов и

явлений в гео- и экосистемах с выходом на прогнозную оценку.

Вторая часть пособия (автор – ст. преподаватель кафедры экологии и

природопользования СГГА О.Г. Быкова) посвящена научно-методическим

основам ландшафтного дешифрирования аэро- и космоснимков. Для улучшения

усвоения материала дается перечень ключевых терминов и понятий (эколого-

ландшафтный словарь). Студенты приобретают практические навыки

выделения природных и антропогенных геосистем при работе с

топографическими картами, аэро- и космоснимками.

В третьей части рассмотрен подробный план учебной практики, целью

которой является применение приобретенных умений и навыков в исследовании

ландшафтов Новосибирской области. Освоив теоретический и практический

курс «Ландшафтоведение», студенты должны ориентироваться и правильно

оценивать происходящие изменения в ландшафте в результате влияния

человеческой деятельности.

ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КУРСА «ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ»

1. ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ПРЕДМЕТЕ

1.1. Структура вещества Земли. Оболочки и геосферы

По мере изучения поверхности Земли можно наблюдать, что суша

чередуется с водными объектами – океанами, морями, озерами, реками. Горы

сменяются равнинами, леса – степями, тундрами и т. д., что дает наглядное

представление о неоднородности природных объектов по горизонтали, или

латерали.

Вместе с тем моря соединяются с океанами, реки, беря начало в горах и на

равнинах, впадают опять же в океаны, моря, озера, иногда теряются в песках

пустынь. Испаряющаяся влага выпадает с дождями и является источником

питания рек.

Массы песка и глинистых частиц, переносимые ветром и водными потоками,

способствуют формированию разных форм рельефа (барханов, дюн, бугров и др.)

При изменении климата в сторону потепления большие пространства от

таяния ледников обводняются, степи замещаются пустынями, леса – степями.

При похолодании наступают эпохи оледенения. Таким образом, прослеживается

единство (континуальность) природных объектов через их взаимосвязи,

вещественно-энергетический и информационный обмены. Многие природные

объекты взаимообусловлены. Например, многолетняя мерзлота способствует

заболачиванию. Болота благоприятствуют сохранению мерзлоты.

Неоднородна структура Земли и по вертикали. Воздушный слой –

атмосфера – контактирует с почвами, почвы – с грунтами, последние – с

грунтовыми водами, нижние слои составляют осадочные породы, подземные

воды, глубинные метаморфические и магматические породы и т. д. Все они

также тесно связаны с процессами энергомассообмена посредством

взаимопроникновения, вулканических извержений и др.

Совокупная горизонтально-вертикальная стратификация (от лат. stratum –

слой, пласт, facere – делать) вещества планеты приводит к обособлению

отдельных слоев – первичных геосфер (от греч. gѐ – земля, sphaira – шар).

Геосферы – концентрические оболочки Земли, отличающиеся по химическому

составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам. По В.И. Вернадскому,

понятие оболочки является более общим и сложным понятием, чем понятие

геосферы, и может охватывать несколько геосфер, более однородных по

внутреннему строению.

По направлению к центру Земли и по горизонтали выделяют следующие

оболочки: атмосферу, гидросферу, литосферу. Атмосфера подразделяется на

следующие геосферы: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу,

экзосферу. По особым признакам среди них выделяют ионосферу и

магнитосферу. Гидросферу – прерывистую водную оболочку – можно

подразделить на океаносферу, поверхностную гидросферу, подземную

гидросферу, криосферу.

В литосфере (твердой оболочке) выделяют: земную кору (слой А), верхнюю

мантию (слой В), далее слой С – переходный, за ним – слой Д – нижнюю мантию,

в центре – ядро (Е – внешнее ядро, F – переходный слой, G – внутреннее ядро).

В более широком смысле под оболочками и геосферами понимают слои,

выделяемые по совокупности каких-либо признаков или процессов. Это

вторичные, или специфические геосферы. Например, биосфера – оболочка

жизни, антропосфера – часть Земли, преобразованная человеком в технические

и техногенные объекты, замкнутая регионально-глобальная система утилизации и

реутилизации, вовлекаемых в хозяйственный оборот природных ресурсов,

рассчитанная на изоляцию хозяйственно-производственных циклов от

природного обмена веществ и потока энергии.

Исследователями предложено много и других оболочек и геосфер. Среди

них следует отметить техносферу – слой активного горизонтального и

вертикального преобразования вещества, галосферу – солевую оболочку,

углеводородную сферу – увосферу, или гидрокарбосферу и др.

Вторичные геосферы, различающиеся по функциональным признакам,

пронизывают первичные геосферы. Ю.А. Косыгин (1995) предложил называть

их геосферами, не имеющими своего пространства. Среди них особо следует

отметить биосферу, географическую оболочку и ландшафтную сферу.

Биосфера – сфера жизни, включающая нижнюю часть атмосферы, всю

гидросферу и верхнюю часть литосферы Земли, т. е. всю область

проникновения живых организмов. Ее вертикальная мощность достигает в

океанической части – 17 км, на суше – 12 км.

Географическую оболочку некоторые исследователи отождествляют по

объему с биосферой, другие объединяют атмосферу до стратопаузы; в

литосфере – включают всю зону гипергенеза (зону экзогенной переработки

вещества), гораздо ниже проникновения живых организмов. Мощность

оболочки значительна, оценивается ими до 40 км. Однако основное различие –

в подходе к восприятию взаимосвязей и особенностей функционирования.

Биосфера – биоцентрическая геосфера, в ней все связи рассматриваются по

отношению к биоте, которая является главным компонентом, центром всех

взаимоотношений, «хозяином». В географической оболочке все компоненты

равноправны (рис. 1), подлежат изучению все взаимосвязи, в том числе и между

абиотическими элементами (А.Г. Исаченко, 1991). Таким образом, в

географической оболочке рассматривается большее число связей и отношений,

поэтому биосферу следует рассматривать как геосферу частную (парциальную)

по отношению к ней.

Другие исследователи отождествляют географическую оболочку с

ландшафтной сферой. Более верным будет представление о ландшафтной сфере

как совокупности природных систем, выстилающих земную поверхность. При

прямом и активном взаимодействии приповерхностных воздушных масс, почв,

грунтов и вод образуются специфические природные комплексы – ландшафты

(Ф.Н. Мильков, 1970). Эта пленка «активного взаимодействия» имеет мощность

от 30–50 до 200 м. Аналогично ландшафтной сфере в биосфере выделяют

фитогеосферу (В.Б. Сочава, 1946), фитосферу (Лавренко, 1949) или биотосферу

(Реймерс, 1990).

а) б)

Рис. 1. Схема взаимосвязей между компонентами географической оболочки (а)

и биосферы (б): К – климат; Р – рельеф; А – атмосфера (воздушные массы); Б –

биота, Г – горные породы; В – воды; П – почвы

1.2. Ландшафтоведение как наука

До конца XX столетия считалось, что общее землеведение и

ландшафтоведение являются двумя разделами физической географии, так как у

них нет особого предмета исследования, отличного от предмета физической

географии в целом (А.Г. Исаченко, 1991). Однако по мере накопления знаний и

дальнейшей дифференциации наук оказалось, что каждая из этих наук имеет

вполне определенные объекты изучения.

Объектом общего землеведения является глобальный уровень организации

геосистем, т. е. географическая оболочка в целом. Сюда входят: исследование

космических факторов, влияющих на формирование географической оболочки;

обоснование всеобщих законов естествознания, их проявление в

географической оболочке; прослеживаются этапы развития и состав

географической оболочки, закономерности ее строения, динамика, развитие

и др.

Ландшафтоведение изучает региональный, ландшафтный и локальный

уровни организации геосистем и соответственно структурные, функционально-

динамические и эволюционные аспекты их при участии человека, вопросы

районирования, классификации, систематики ландшафтов. Основой для

названия этой науки послужил широко распространенный интернациональный

термин «ландшафт» (от нем. Land – земля, страна; schaft – суффикс,

выражающий взаимосвязь). Ландшафт является центральной таксономической

единицей ландшафтоведения, высшие таксоны – региональные единицы (от

округа до страны) – индивидуальны, относятся к единицам районирования;

низшие – морфологические единицы ландшафта и сам ландшафт могут

подвергаться типизации (табл. 1). Среди структурных единиц (обобщенное

понятие – геосистемы) выделяются природные (естественные) и измененные

Географическая

оболочка и геосистемы Биосфера

и экосистемы

К

А

Р

Б

В

П

Г

К

А

Р

Б

В

П

Г

человеком – природно-антропогенные и антропогенные. Географическую

оболочку (глобальный уровень организации) изучает общее землеведение,

биосферу – учение о биосфере, ее подразделение биотосферу –

биогеоценология.

Таблица 1. Иерархия геосистем (В.А. Казанцев, 2000)

Уровни Абиогенные системы Биокосные системы Биогенные системы

Глобаль- ный Рельеф и слагающие

горные породы

Географическая

оболочка

Биосфера

(планетный) Рельеф и верхние

слои пород

Ландшафтная сфера Биотосфера

(фитогеосфера,

фитосфера)

Рег

ион

альн

ый

Геотектура

Об

щеп

ри

няты

е си

стем

ы р

еги

он

альн

ого

и л

андш

афтн

ого

уровн

я

Континент Набор поясов.

Ярусы и

вертикальные

пояса

Часть геотектуры Субконтинент Ограниченный по

долготе набор поясов

Часть геотектуры Субконтинентальный

сектор

Долготные отрезки

поясов

Морфоструктура I

порядка

Физико-географическая

страна

Пояс или спектр зон

Часть

морфоструктуры I

порядка

Сектор Долготные отрезки

пояса или спектра

зон

Морфоструктура II

порядка

Ландшафтная область Одна или несколько

зон

Часть

морфоструктуры II

порядка

Ландшафтная провинция Зона

Морфоструктура III

порядка

Ландшафтная

подпровинция.

Ландшафтный округ.

Ландшафтный подокруг

Подзона

Ландшафтный Морфоскульптура Ландшафт (физико-

географический район)

Виды – роды –

типы – классы –

системы – отделы

Локал

ьн

ый

Типы и элемент

рельефа

Морф

ологи

чес

ки

е

еди

ни

цы

лан

дш

афто

в

Местность

Комплекс урочищ.

Сложное урочище,

надурочище

Урочище

Подурочище, комплекс

фаций

Фация

Виды – роды –

типы – классы

Виды – роды –

типы – классы

Виды – роды –

типы – классы

Эмбрио-

нальный Парцелла (зародыш фации)

Примечание. Основные системы выделены жирным шрифтом.

Следует сказать, что природа едина, все составляющие ее компоненты

тесно взаимосвязаны, взаимозависимы. Исторически сложившееся раздельное

изучение частей природы отдельными науками свидетельствует лишь о том, что

«нельзя объять необъятное». Однако по мере развития системных исследований

происходит обратный процесс – интеграция наук. Одной из таких комплексных

дисциплин и является ландшафтоведение.

На основе данных табл. 1 приводим характеристики ландшафтных единиц

участков Европейской России и Западной Сибири (табл. 2).

Таблица 2. Примеры геосистем разного ранга (по А.Г. Исаченко, 1991, В.А.

Казанцеву, 1992)

Как можно судить из табл. 2, узловые ландшафтные таксоны: ландшафтная

сфера (на глобальном уровне), ландшафт – центральное звено геосистем на

Единицы районирования Единицы картографирования

Геосистемы Характеристика Геосистемы Характеристика

Материк Евразия Ландшафты 1. Лужско-Оредежский

2. Причановский Субконтиненты

1. Европа

2. Северная Азия Местности 1. Холмисто-котловинные и

грязево-ложбинные с частой

сменой условий дренажа,

материнских пород и почв

2. Плоскоравнинные

лесостепные на лессовидных

суглинках с преобладанием

лугово-черноземных и луговых

почв

Секторы

1. Восточно-

Европейский

умеренно-

континентальный

2. Северо-централь-

но-Азиатский

континентальный

Урочища 1. Холмисто-моренные с

преобладанием бикарбонатных

валунных суглинков,

слабоподзолистых почв,

ельников зеленомощных

2. Гривы лессовые

остепненные с березовыми

колками, с преобладанием

черноземов обыкновенных и

солодей

Страны

1. Русская равнина

бореально-

суббореальная

2. Западно-

Сибирская

бореально-

суббореальная

Фации 1. Верховые сфагновые болота

2. Березовые колки

микропониженный грив на

легко-суглинистых солодях Области

1. Северо-запад

Русской равнины

таежная

2. Юг Западной

Сибири

таежно-лесостепная

Провинции

1. Прибалтийская

таежная

2. Барабинская

лесостепная

Округа

1. Прилужский

южнотаежный

2. Центрально-

Барабинский

северолесостепной

границе регионального и локального уровней (ландшафтный уровень), фация –

низшая таксономическая единица. При физико-географическом районировании

важнейшими геосистемами являются страна и провинция, при

картографировании среднего и крупного масштабов – урочище. В данном курсе

будут изучаться ландшафты суши. Ландшафты водных объектов только

начинают исследоваться.

1.3. Место ландшафтоведения среди наук о Земле

Ландшафтоведение составляет ядро физико-географических наук,

поскольку ландшафтные исследования включают все природные компоненты в

их наиболее тесном взаимодействии. Объектами изучения остальных наук

являются либо отдельные компоненты, либо самые общие закономерности

Земли. Так, например, предметом исследования геологии является твердое

вещество Земли; гидрогеологии – грунтовые и подземные воды; гидрологии –

поверхностные воды; метеорологии и климатологии – воздушные массы и

приток энергии из космоса, климаты; геоморфологии – рельеф земной

поверхности; биогеографии – распределение живых организмов на Земле,

флористические и фаунистические подразделения суши и океана; предметом

изучения геофизики – физические свойства Земли, процессы, происходящие в

ее оболочках. Геохимия изучает химический состав Земли, процессы,

происходящие в ее оболочках, распространенность химических элементов в

оболочках, закономерности их распределения, экология – наука об отношениях

организмов и образующих ими сообществ между собой и окружающей средой.

Объектами изучения гляциологии являются ледовые покровы; палеогеографии

– география прошлых эпох. Общее землеведение – наука о географической

оболочке Земли, процессах и явлениях, происходящих в ней. Физическая

география в настоящее время представляет собой комплекс наук, основными

из которых являются общее землеведение и ландшафтоведение. На стыке

ландшафтоведения с другими науками возникли новые дисциплины, которые

формировались синхронно. Таковыми дисциплинами являются геофизика

ландшафта, геохимия ландшафта, биогеоценология (биология ландшафта),

геоэкология (ландшафтная экология). Центральное звено, «пленка жизни»,

«зеркало ландшафта» – почвы, которые являются предметом исследования

почвоведения. Следует сказать, что развитие наук – процесс очень динамичный.

В результате синтеза почти всех наук формируется дисциплина «Концепции

современного естествознания».

1.4. Краткая история развития ландшафтоведения

Становление географии как науки связано с именем профессора

Петербургского университета В.В. Докучаева (1846–1903). Он является

основоположником генетического почвоведения. Ему же принадлежит учение о

зонах природы, или естественно-исторических зонах. Отсюда и получило свои

истоки ландшафтоведение. В его работе «Наши степи прежде и теперь» (1892)

дан глубокий анализ степных ландшафтов, их генезис, современное состояние,

предложена программа преобразования. В.В. Докучаев, таким образом, должен

считаться основателем прикладного ландшафтоведения. В 1905 г. Г.Н.

Высоцкий ввел количественный критерий для разграничения зон –

коэффициент увлажнения в виде отношения годового количества осадков к

испаряемости. Первое зональное районирование территории России

осуществил в 1913 г. Л.С. Берг (1876–1950), зоны получили название

ландшафтных. Он же ввел в науку понятие «ландшафт» как «область, в которой

характер рельефа, климата, растительного и почвенного покрова сливается в

единое гармоническое целое, типически повторяющееся на протяжении

известной зоны Земли». Понятие о комплексной ландшафтной оболочке Земли

– «эпигенеме» – в 1914 г. ввел Р.И. Аболин (1886–1939); он же впервые наметил

последовательную систему физико-географических единиц от высшей до

низшей. В Германии учение о ландшафтах развивал З. Пассарге (1867–1958).

Зарождение полевой ландшафтной съемки связано с именем Б.Б. Полынова. Он

является основоположником геохимии ландшафта, сформировавшейся в

самостоятельную науку. Представление о ландшафте как о классификационном

родовом понятии дал М.А. Первухин (1901–1939). Глубокое обоснование

ландшафта как региональной (индивидуальной) единицы связано с

исследованиями Л.Г. Раменского (1884–1953). Так возникли типологическое и

региональное направления в ландшафтоведении. В дальнейшем первое

направление развивали Ф.Н. Мильков, Н.А. Гвоздецкий, второе – Н.А. Солнцев,

С.В. Калесник, А.Г. Исаченко. Понятие о ландшафте как целостной системе,

внеразмерной, нетаксономической, получило в трудах Д.Л. Арманда и других

исследователей. Он же выдвинул задачу разработки геофизики ландшафта,

описанной в трудах Н.Л. Беручашвили (1986). Жаркие дебаты между

представителями различных направлений в ландшафтоведении привели к

выработке концепции типологической трактовки низших таксономических

единиц (местностей, урочищ, фаций) и региональной – для высших. Ландшафт

признан центральным звеном с индивидуальными чертами, но при

мелкомасштабном картографировании выделяют виды, классы и типы

ландшафтов (см. табл. 1). Учение о географической оболочке обосновал А.А.

Григорьев (1883–1968). Биогеоценологию, по мнению некоторых

исследователей, биологию ландшафта, развивал В.Н. Сукачев (1880–1967).

Новое направление в ландшафтоведении – структурно-динамическое обосновал

В.Б. Сочава (1905–1978). Он ввел понятие о геосистемах. Больших успехов

достигло ландшафтоведение в Германии и Польше. Особенно следует отметить

научный вклад Э. Неефа, который разработал теоретические основы

ландшафтоведения. В англоязычных странах учение о ландшафтах

непопулярно. В региональном плане (для территории Западной Сибири и ее

окружения) следует отметить работы В.И. Булатова и Ю.И. Винокурова,

опубликовавших ландшафтные карты юга Западной Сибири и Алтая.

1.5. Структура современного ландшафтоведения как фундаментальной и прикладной науки

Как отмечалось в предыдущем разделе, из ландшафтоведения, по мнению

многих ученых, выделились четыре направления, которые в настоящее время

формируются или сформировались в самостоятельные научные дисциплины.

Это геохимия ландшафта, иначе называемая геохимией окружающей среды,

геофизика ландшафта, биогеоценология (биология ландшафта) и геоэкология

(экология ландшафта). Собственно, ландшафтоведение подразделяется на

теоретическое и экспериментальное. В последнем (экспериментальном)

геосистемы низших рангов изучаются в динамике на специальных полигонах –

трансектах. Хозяйственные нужды обусловили развитие прикладного

ландшафтоведения. Теоретическая часть ландшафтоведения включает крупные

разделы, в которых исследуются концептуальные основы, характеристики

природных компонентов и их связей, иерархия природных геосистем и

структура ландшафтов, закономерности ландшафтной дифференциации,

история и генезис геосистем, их функционирование и динамика, методы

исследований, ландшафтное пространство-время. Развивается учение о

природно-антропогенных ландшафтах. В прикладном ландшафтоведении

осуществляется производственная оценка ландшафтов, дается ландшафтно-

экологическое обоснование хозяйственных проектов и рационального

природопользования, характеризуются культурные ландшафты. В начале XXI в.

на базе экспериментального ландшафтоведения интенсивно развивается

ландшафтное моделирование. Самым важным итогом ландшафтных

исследований является составление ландшафтных и ландшафтно-

индикационных карт. При крупномасштабном картографировании (в масштабах

1 : 10 000–1 : 50 000 ) выделению подлежат низшие таксоны, так называемые

морфологические единицы ландшафта – от фаций и урочищ до местностей. В

более мелких масштабах (1 : 100 000–1 : 50 000) выделяют урочища, их

комплексы, местности и ландшафты. На обзорных картах в масштабах

1 : 1 000 000 и менее проводят типологические обобщения и осуществляют

физико-географическое районирование территорий. Широко применяются

методы дистанционного зондирования при ландшафтно-индикационных

исследованиях. Внешние черты геосистем хорошо дешифруются на аэрофото- и

космоснимках. Ценность аэрокосмической информации заключается в высокой

информативности. Эти материалы позволяют проследить динамику и эволюцию

природных и антропогенных систем в сезонном, годовом и многолетнем

циклах, что является весьма ценным при решении природоведческих задач с

выходом на прогнозные оценки.

2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И МЕТОДОЛОГИИ ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЯ

2.1. Концептуальные основы ландшафтоведения

Весь окружающий нас мир – от микроорганизмов до планеты – и ее

Ближнего Космоса, все явления и процессы, происходящие в нем, связаны

совокупностью взаимозависимых и взаимообусловленных причинно-

следственных отношений. Ничто не исчезает и не появляется бесследно.

Каждая мельчайшая частица вещества является частью более крупной

субстанции, та – еще более крупной и т. д. Любые явления или процессы, как

негативные, так и позитивные, обусловлены обычно не одной, а многими

причинами. Они в совокупности своего взаимодействия создают систему

динамичных природно-территориальных единиц, вложенных друг в друга и

стремящихся к равновесному состоянию с окружающей средой, но, как правило,

находящихся обычно в состоянии неустойчивого равновесия или даже его

отсутствия. Поэтому всякое внешнее воздействие на какую-либо территорию

или ее элемент влечет за собой нарушение установившихся связей и изменение

их облика, причем далеко не всегда в предсказуемом виде. Таким образом, все

вышесказанное подводит к пониманию системного подхода. Система (от греч.

systema) – составленное из частей, соединенное.

Системный подход предполагает наличие пяти необходимых условий

(Урманцев, 1972; Черныш, 1990):

1) существование – включает весь материальный мир, пространство,

время, движение;

2) множество объектов – подразумевает существование множества

разнокачественных объектов первоначально в несистематизированном виде –

разноранговых территорий, форм рельефа, сообществ организмов, почв, горных

пород, болот, природных вод и т. д.;

3) единое – требует наличия одинакового для всех композиций свойства,

признака предмета, например, линия поверхности для геоморфологических

систем, отдельные растения для растительного покрова и сообществ, породы и

минералы для геологических отложений, различные водные объекты для

гидрографических систем, конкретные почвы для почвенного покрова. Для

более сложных природных образований критерием выделения является

совокупность свойств и признаков, которые придают этим объектам

определенные черты, что позволяет в дальнейшем подвергать их типизации и

классифицированию; к таковым относятся ландшафты, их над- и подсистемы;

4) единство (целостность) – предполагает единство всей совокупности

объектов данных систем, т. е. их целостность. Так, например, вся совокупность

гор, равнин, плато, низменностей образует рельеф Земли, растения в

совокупности образуют растительный покров (фитосферу), почвы – почвенный

покров (педосферу), водные объекты – гидросферу, горные породы верхних

слоев земли – земную кору и др.;

5) достаточность – понимается в том смысле, что имеется достаточное

количество материала и условий для систематизации объектов.

Природные системы различаются по сложности. Наиболее простые,

например, химические элементы можно изучать по периодам и рядам, в

которые они объединяются по многообразию свойств. Более сложные системы –

минералы, образованы из химических элементов. По общности свойств и

признаков их также подразделяют на группы. Из минералов состоят горные

породы, которые в свою очередь образуют слои и т. д.

Простейшие органические системы – живая клетка и одноклеточные

организмы. Из клеток состоят ткани и органы более сложных животных и

растительных организмов, бактерий и грибов. Отдельные живые организмы

образуют популяции, близкие по свойствам. Далее (в иерархической лестнице)

выделяются роды, семейства, надсемейства, отряды (в систематике животных) и

порядки (в систематике растений), классы, подтипы, типы (животных) или

подотделы, отделы (растений), царства (животных, растений, бактерий, грибов,

архебактерий). По мере усложнения, например, всей совокупности растений

выделяют фитоценозы, доли ассоциации с определенным флористическим

составом (сосняк – брусничник, ельник – зеленомошник), формации (с общим

видом эдификатора, например, формация сосны обыкновенной), далее следуют

группы и классы формаций и типы растительности (луга, степи, летнезеленые

лиственные леса умеренных широт, хвойные леса, влажнотропические леса и

др.).

Совокупности живых организмов вместе с условиями их местообитания:

рельефом, особенностями климата, воздушными массами, почвами, горными

породами, природными водами – образуют еще более сложные системы –

комплексные. Они так и называются: природно-территориальные комплексы

(ПТК). Их характеризуют: целостность, тесная взаимосвязь и

взаимообусловленность перечисленных природных компонентов. В

ландшафтоведении комплексные природные образования принято называть

геосистемами (В.Б. Coчава, 1963). Это понятие более широкое, относится также к

водными донным объектам.

Все геосистемы, начиная с низших – фаций, урочищ, местностей,

ландшафтов (единиц картографирования) и высших – округов, провинций,

областей, стран (единиц районирования) изучает ландшафтоведение. Только

общеземная – географическая оболочка – объект изучения общего

землеведения.

Из приведенных характеристик различных систем можно заключить, что

более простые из них входят в более сложные в качестве составных частей. В то

же время они сохраняют и свою внутреннюю системную самостоятельность.

При этом на каждом новом уровне организации объекты приобретают новые

качества, которых нет у всей совокупности таксонов низшего ранга. Этот факт

носит название принципа эмерджентности: целое больше суммы своих частей.

2.2. Геосистемная концепция в ландшафтоведении

В ландшафтоведении существуют два понятия для определения

ненарушенных (естественных) природных систем: природно-территориальный

комплекс (ПТК) и геосистема. Хотя они близки по значению, но первый более

громоздок и не относится к водным объектам. Геосистема, по определению

автора термина (В.Б. Coчавa, 1978), – земное пространство всех размерностей,

где отдельные компоненты природы находятся в системной связи друг с другом

и как определенная целостность взаимодействуют с космической средой и

социумом. Следует подчеркнуть и еще одну отличительную особенность ПТК и

геосистем. Элементы геосистем могут не находиться между собой в

генетической связи, т. е. могут не быть взаимосвязаны, связь может быть

односторонней (космические выпадения, случайные образования, например,

скатившаяся скальная глыба, сформировавшая ландшафт). Все элементы ПТК –

взаимосвязаны, характер каждого из них предопределен (детерминирован)

совокупностью остальных (А.Г. Исаченко, 1991).

Следует различать два вида геосистем:

природная (естественная), которая не нарушена человеческим

вмешательством, хотя, строго говоря, чистых природных систем не существует.

Даже в дебрях бассейна реки Амазонки и в Антарктиде отмечены техногенные

выпадения. В печени пингвинов, например, обнаруживают пестициды. Все же

эти территории условно можно отнести к природным. К ним относятся и другие

труднодоступные территории: высокие горы, ледники, арктические и

антарктические льды, громадные массивы болот, лесов, пустынь;

природно-антропогенная. К природно-антропогенным относятся

следующие геосистемы: сельскохозяйственные угодья, земли с городскими и

сельскими постройками, территории с горными выработками, дорогами,

водохранилищами и др. Многие их них приобретают преимущественно

техногенные черты, поскольку сильно изменили естественную природную

среду, и могут быть отнесены к антропогенным ландшафтам.

2.3. Экосистемная концепция

Широкое распространение в современном естествознании получило

понятие «Экосистема» (от греч. oikos – дом, место и systema – целое, состоящее

из частей). В качестве элементов экосистемы выступают, с одной стороны,

организмы, их группы или совокупности, с другой – среда их обитания. Это

понятие имеет сходство с понятием геосистем, но существуют и два

значительных различия:

1) в экосистеме анализ связей имеет биоцентрический характер, что было

видно из рис. 1. Живые организмы здесь рассматриваются в качестве хозяина

экосистем.

В геосистемах элементы и связи между ними рассматриваются как

равнозначные, одинаковое внимание уделяется прямым и обратным связям, в

том числе и связям между абиотическими компонентами;

2) понятие «экосистема» как безразмерное, т. е. не ограниченное

пространственными размерами. В равной степени экосистемой можно назвать

каплю воды с содержащимися в ней микроорганизмами, ствол гниющего дерева

и биосферу в целом.

В научных исследованиях геосистемный (ландшафтный) и экосистемный

подходы взаимно дополняют друг друга. Первый из них лежит в основе

составления ландшафтных, ландшафтно-индикационных карт и в комплексной

ландшафтной оценке территорий, второй – в геоэкологической, экологической

оценках земель и составлении соответствующих карт и рекомендаций.

3. ПРИРОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ И ФАКТОРЫ

3.1. Общие понятия

Природные компоненты (от лат. сomponens – составляющий), или

компоненты ландшафта – это основные составные части ландшафта,

представленные фрагментами отдельных сфер географической оболочки,

однородных геосистем – твердыми породами в том числе геологическим

фундаментом, водами, воздушными массами, сообществами организмов

(биотой), почвами. Кроме того, в качестве особых географических компонентов

называют рельеф, внешнюю форму поверхности земли, но не как

самостоятельное природное тело (последнее представлено твердыми породами)

и климат – многолетний режим погоды на какой-либо территории. В последнее

время, кроме перечисленных компонентов, различают антропогенные

компоненты: следы и объекты деятельности человека – различные сооружения,

образования.

Компоненты расчленяют на элементы (лат. еlementum – начальный,

первичный), характеризующие их отдельные свойства или состояния. Это

предельная единица членения ландшафта при ландшафтном анализе,

вещественная часть его, подлежащая наблюдению и измерению. Например,

толщина пласта глины, угол склона, запас воды в почве, отдельный

растительный ярус, снежный покров, карстовая форма рельефа.

Изучение элементов играет важную роль при характеристике динамики и

эволюции ландшафтов. По ним можно давать прогнозные оценки развития

геосистем. Выделяют следующие элементы:

реликтовые, сохранившиеся до наших дней. Это элементы древних

ландшафтов (отдельные формы рельефа – останцы, или гидрографической сети

– старицы, сухие русла, балки, овраги и т. д.);

консервативные, наиболее устойчивые, определяющие современную

структуру ландшафта;

прогрессивные, показывающие направление дальнейшего развития

ландшафта (участки леса и отдельные деревья в степи, свежие кочки,

появившиеся пятна с выцветами солей, растениями – галофитами, надувы песка

и др.). Они весьма важны при прогнозных оценках.

Следует сказать, что часто компоненты путают с факторами. Такое

представление, например, принято в почвоведении, где выделяют «пять

факторов почвообразования»: климат (и воды), породы, рельеф, биота, время.

Постулируется их равноправие в почвообразовании. Здесь происходит

смешение двух понятий: «фактор» – движущая, деятельная сила, которая

определяет функционирование геосистем, т. е. «то, что делает» и «компонент» –

составная часть, т. е. «то, из чего и при взаимодействии чего с другими

частями» происходит формирование геосистем. Фактор как энергетическая сила

всегда внешний по отношению к системе, так как любая система не может

продолжительно функционировать за счет внутренних ресурсов, т. е.

проявляется действие закона второго начала термодинамики. Отсюда

основными факторами могут быть энергия Солнца, внутренняя энергия Земли и

деятельность человека. Климат, рельеф, породы, биота – компоненты, следствие

взаимодействия факторов. Время вообще особая категория, проявляющаяся

через интенсивность процессов. Если в течение какого-либо периода процессы

никак не проявляются, тов отношении их время на характеризуемый отрезок

нужно учитывать только как «длительность» стабильного состояния. Исходя из

всего сказанного, известная схема «факторы – процессы – свойства» (И.П.

Герасимов, 1976) не является точной, учитывая к тому же, что свойства часто не

зависят от процессов, а лишь «проявляются» через них. Поэтому принципы

взаимодействия природных систем целесообразнее представить схемой:

«факторы – компоненты геосистем – процессы – действие – результат».

Например: факторы: солнечная энергия (тепловая, гравитационная и др.) –

компоненты [климат, рельеф, породы, воды, биота] – процессы [нагревание,

охлаждение] – действие [испарение, выветривание, массоперенос и др.] –

результат: образование почв (В.А. Казанцев и др., 1999).

3.2. Вещественные, энергетические, информационные свойства природных компонентов

Хотя компоненты относительно однородные системы, все же они не

являются идеально чистыми, а постоянно обмениваются веществом, энергией,

информацией. Так, воздушные массы включают смесь газов, пары воды,

частицы пыли и биогенные образования; вода содержит сложные растворы,

органическое вещество, твердые взвеси; в твердых породах в порах имеется

парообразная и гравитационная влага, воздух, бактерии, грибы, корни растений,

много разных животных организмов и биота также содержит воду, газы и т. д.

Следовательно, происходит взаимопроникновение компонентов.

Энергетические потоки бывают внешние и внутренние. Внешние –

тепловая, гравитационная, электромагнитная энергия Солнца, гравитационная

энергия Луны и планет Солнечной системы. Внутренние – энергия

радиоактивного распада, тектонические, вулканические, ликвационные

процессы и др. Все они содействуют или перемещению вещества (приливные

волны, излияние лавы, выбросы газов, внедрение интрузий и др.), или его

качественному изменению (нагревание, охлаждение, растрескивание,

намагниченность, разделение, перемешивание, трансформация вещества и др.).

В последние годы геологической истории большое значение приобрела

деятельность человека, что видно из интенсивного преобразования поверхности

Земли и близлежащих недр. До недавнего времени практически не придавали

значения биологической, и особенно психической энергии, которые, как

выяснялось, могут содействовать проявлению негативных процессов

(например, землетрясений).

Понятие информации очень сложное и многогранное. Существует,

например, информация генетическая («код наследственности», это также одно

из основных кибернетических понятий). В отношении природных систем

информация – энергетически слабое взаимодействие, воспринимаемое, прежде

всего, живыми организмами и экосистемами как закодированное сообщение о

возможности более мощных многократных влияний на него со стороны других

организмов или среды и вызывающее их ответную реакцию. В частности,

выявлено, что лес – взаимосвязанная сбалансированная экосистема. Для

успешного роста молодых деревьев взрослые деревья уступают им через

подземную микоризу (грибокорень – симбиоз грибов и корней) питательные

вещества, что имеет важное значение для скудных почв. Таким образом, между

организмами существует не только «борьба за выживание», но и взаимопомощь

(симбиоз).

3.3. Уровень организации компонентов, их формирование, интеграция и дифференциация

Вещество Земли характеризуется сложной ступенчатой

организованностью. Компоненты образуют особый первичный вертикально-

стратифицированный уровень организации. Все природные системы

сопряжены, взаимосвязаны и взаимообусловлены энергомассообменом,

образуют единую ландшафтную сферу Земли, которая, в свою очередь, является

частью более обширной географической оболочки.

Главным свойством природных систем является их непрерывность, или

«континуальность», которая и создает целостность объектов на высшем уровне

организации. Вместе с тем системы разных рангов отличаются порой весьма

существенно от соседних рядом признаков – своей прерывистостью, или

«дискретностью» природных систем, что является вторым главным свойством

природных систем. В системе организации вещества Земли географические

компоненты занимают промежуточное (связующее) положение между

простыми дискретными телами (минералами и горными породами, газами и

газовыми смесями, водами разной чистоты и солености, отдельными

организмами и др.) и геосистемами. Именно вследствие взаимодействия

качественно различные компоненты образуют первый уровень географической

интеграции; второй уровень – геосистемы как высшие и сложные формы

организации. По отношению к геосистемам географические компоненты служат

частями первого порядка их вертикальной структуры, поскольку им присуще

упорядоченное ярусное расположение внутри геосистемы (А.Г. Исаченко, 1991).

Сами компоненты имеют свои уровни или ступени организации.

Климат подразделяют на макроклимат, климат ландшафта (собственно

климат), местный климат (мезоклимат) и микроклимат.

Рельеф тесно связан с геологическим строением. Различают по

нисходящим ступеням следующие категории: мегарельеф, макрорельеф,

мезорельеф, микрорельеф. Однако они определяются не всегда четко.

Существеннее выделять геотектуры (высшие единицы), морфоструктуры и

морфоскульптуры разных порядков.

В почвах выделяются почвенные горизонты, далее макро- и

микроагрегаты, отдельные частицы.

Водные объекты различают по видам, отдельно взятые – по слоям, частям

относительно берега.

Горные породы отличаются по генезису – фации, формации, генетические

типы отложений. Стратиграфически по генезису и возрасту выделяют отделы,

ярусы, серии, свиты, слои, пачки. Изучение живых систем также возможно

производить на разных уровнях, последовательно усложняющихся:

молекулярном, клеточном, тканевом, организменном, популяционном,

ценотическом. Последний отвечает компонентному ландшафтному уровню.

3.4. Геокомпонентные подсистемы: геома, биота, биокосная подсистема

Среди компонентов принято различать абиогенные, биогенные и

биокосные подсистемы. Это деление надо признать, однако, достаточно

условным. К абиогенным (геома) относят геологическое строение, в частности,

фундамент, литологию, вообще твердые горные породы, не затронутые

процессами жизнедеятельности организмов. Особняком стоят климат и рельеф.

Биогенный компонент (биота) – совокупность всех живых организмов

(растения, животные, бактерии, грибы, архебактерии). Биокосные подсистемы –

комплексные. Это совокупность живых организмов, продуктов их деятельности

со средой обитания. К ним относят почвы, приземные воздушные массы,

основные массы природных вод (поверхностные, грунтовые), континентальные

отложения и кору выветривания (Перельман, 1975).

Были попытки разделения компонентов ландшафта на «ведущие» и

«ведомые» (сильные и слабые соответственно). Ряд Н.А. Солнцева:

«геологическое строение – литология – рельеф – климат – воды – почвы –

растительность – животный мир». Первые – ведущие компоненты, так как на

них формируются ландшафты, климат и воды – средние, самые слабые –

биогенные, зависящие от всех остальных. Существуют иные представления.

Так, В.Б. Сочава считал, что тепло, влага, биота – критические компоненты,

поскольку определяют энергетику и динамику ландшафтов. А.А. Крауклис

выделял три группы по их специфическим функциям в геосистемах:

1) инертные (минеральный субстрат и рельеф) – фиксированная основа

геосистем;

2) мобильные (воздушные и водные массы) – выполняют обменные и

транзитные функции;

3) активные (биота, почвы) – важнейшие компоненты регуляции,

восстановления, стабилизации природных систем.

Геосистемы существуют и развиваются вследствие взаимодействия всех

компонентов. Все же абиогенные компоненты первичны по отношению к биоте,

так как возникли раньше и составляют первичный материальный субстрат

геосистем, за счет которого организмы создают живое вещество (А.Г. Исаченко,

1991). Биокосные системы – промежуточные звенья между геомой и биотой.

В современных ландшафтах биота наиболее активный компонент,

поскольку вовлекает в круговорот неорганическое вещество, создает биомассу,

трансформирует солнечную энергию и накапливает ее в органическом

веществе. Растения в процессе транспирации способствуют круговороту воды

на Земле. Современная воздушная оболочка создана в значительной степени

живыми организмами, толща осадочных пород также сформирована при весьма

активном и преобладающем участии организмов, почвы.

Твердые породы характеризуются наибольшей косностью, хотя и они

преобразуются под воздействием всего живого и продуктов его метаболизма.

Следует отметить, что все компоненты ландшафта равнозначны для него.

Между ними настолько тесная взаимосвязь, что каждый из них является

продуктом внутреннего взаимодействия, а также внешних по отношению к

ландшафту факторов.

3.5. Геогоризонты и вертикальная структура геосистем

Вследствие взаимопроникновения компоненты не являются «чистыми» в

отношении вещественного состава. Н.Л. Беручашвили (1990) предложил

понятие геомасс – элементарных структурно-функциональных частей

геосистем. Они однородны по составу. Характеризуются массой,

функциональным назначением, скоростью изменения во времени и скоростью

перемещения в пространстве. Автор выделяет аэромассы (воздушные массы без

влаги и твердых частиц), фитомассы (массы органического вещества растений),

зоомассы (массы животных организмов), мортмассы (массы мертвого

органического вещества), литомассы (массы коренных пород и продуктов их

выветривания), гидромассы (вода во всех фазах), педомассы

(органоминеральная смесь без влаги и воздуха). Геомассы выделены для

удобства вертикального расчленения геосистем, поскольку компоненты не

вполне соответствуют составным частям вертикальной структуры ландшафта.

Наборы геомасс образуют геогоризонты – однородные слои по вертикали

геосистем. Таковыми являются аэрогоризонт, аэрофитогоризонт (приземный

слой аэромасс с растениями – фитомассами), мортаэрогоризонт (аэромассы с

подстилкой), снежный горизонт, педогоризонт, литогоризонт. Могут быть

выделены геогоризонты второго порядка (в аэрогоризонте – горизонты с

кронами, транспортно-скелетными органами, травяным ярусом, моховым

покровом; в педогоризонте – с разным содержанием почвенной влаги и корней.

Следует сказать, что понятия «геомассы» и «геогоризонты» разработаны

для элементарных геосистем – фаций, т. е. для изучения вертикальных связей в

ландшафтах на низшем таксономическом уровне. В остальных геосистемах

компонентные вертикальные связи «воздушные массы – воды – биота – почвы –

породы» на фоне особенностей климатических условий и рельефа остаются

традиционными.

4. СВЯЗИ ПРИРОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ

4.1. Типы связей: вещественные, энергетические, информационные

Между геосистемами разных рангов и уровней существуют сложные и

многообразные связи, которые можно классифицировать по физической

природе, направленности, значимости, тесноте взаимоотношений,

устойчивости, способам взаимодействия, характеру энергомассопереноса,

количественным величинам и др. По типам связи различают вещественные,

энергетические, информационные. Хотя они настолько взаимосвязаны, что их

часто не разделяют, а говорят об энергомассообмене, поскольку вещество без

энергии не перемещается, а энергетические потоки обычно связаны с

переносом вещества. Вещественно-энергетические потоки могут быть разного

происхождения и разной мощности. Выделяют внешние (входные и выходные)

и внутренние потоки. Считается, что системообразующее значение имеют

внутренние потоки, осуществляющиеся между блоками сопряженных систем.

Они намного превосходят внешние. Однако это не всегда бесспорно. Например,

дальний и сверхдальний перенос солей может определять функционирование

геосистем, расположенных на значительном расстоянии от источников этих

солей. В этом случае области питания и аккумуляции могут быть разделены

весьма обширными территориями, через которые осуществляется транзит

вещества. Таковой, в частности, является Барабинская равнина, область

внутреннего стока, где преобладают ветры южных и западных направлений.

Солевые компоненты из аридных территорий Казахстана и Средней Азии

перемещаются на равнину и при падении энергии ветрового потока выпадают в

сухом виде и с атмосферными осадками. При испарительном концентрировании

вод способствуют засолению почв и грунтов. Аналогичные примеры можно

привести для транзита и аккумуляции лессовых отложений, поверхностных и

подземных водных потоков, перемещения биогенных компонентов (семян, спор

растений, грибов, микроорганизмов) и др.

4.2. Прямые и обратные связи компонентов

В геосистемах разного уровня связи между компонентами могут быть не

такими четкими, как, например, в кристаллах, атомах, организмах. Они обычно

характеризуются большей расшатанностью, более слабой интеграцией

(Перельман, 1975). Различаются прямые (односторонние А Б) и обратные

(двусторонние А Б) связи. К первым можно отнести влияние солнечной

энергии на географическую оболочку Земли, водные потоки и др. Во многих

случаях прямые связи являются ведущими и определяют облик ландшафтов.

Обратные связи также распространены довольно широко: почва –

растительность; растение – животное, солевые аккумуляции, рыхлые отложения

– рельеф, ледники – рельеф и т. д. Среди обратных связей выделяются

положительные и отрицательные. Результат первых усиливает процесс,

геосистема развивается в определенных направлениях. Например, засоление

почв в результате испарительного концентрирования поверхностных и

грунтовых вод способствует изрежеванию растительного покрова. Это, в свою

очередь, усиливает физическое испарение и активизирует засоление.

Интенсивное формирование горных ледников ведет к их опусканию ниже

снеговой границы и в конечном счете к изменению микроклимата и

последующей активизации оледенения на более низких отметках.

Заболачивание лесных территорий приводит к изреживанию и угнетению лесов,

снижению транспирации и соответственно к формированию обширных

массивов болот. При отрицательных обратных связях результаты процесса

ослабляют его действие, что способствует стабилизации природных систем и

восстановлению их исходных состояний. Например, на длительно не

заливаемых пойменных почвах формируется богатая растительность,

образуется мощный гумусовый горизонт. Последующие затопления приносят

наилок, песчаный материал, который перекрывает почвенный покров и

восстанавливает прежнюю, более бедную в видовом составе растительность.

4.3. Закон внутреннего динамического равновесия и его следствия. Экологические «законы» Б. Коммонера

Взаимосвязь и взаимообусловленность компонентов геосистем выражена в

законе внутреннего динамического равновесия. Он гласит: «Вещество, энергия,

информация и динамические качества отдельных природных систем и их

иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих

показателей вызывает соответствующие функционально-структурные

количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму

вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств

систем, где эти изменения происходят, или в их иерархии» (Н.Ф. Реймес, 1990).

Следствия из закона:

1. Принцип Ле Шателье-Брауна. Любое изменение среды (вещества,

энергии, информации, динамических качеств экосистем) неизбежно приводит к

развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации

произведенного изменения или формирования новых природных систем,

образование которых при значительных изменениях среды может принять

необратимый характер.

2. Взаимодействие вещественно-энергетических экологических

компонентов (энергии, газов, жидкостей, субстратов, организмов, информации

и динамических свойств природных систем) количественно не линейно (слабое

воздействие или изменение одного из показателей может вызвать сильные

отклонения в других).

3. Производимые в крупных экосистемах изменения относительно

необратимы.

4. «Правило тришкина кафтана». Любое местное преобразование

природы вызывает в глобальной совокупности биосферы и ее крупнейших

подразделениях ответные реакции, приводящие к относительной неизменности

эколого-экономического потенциала.

Перекликаются с этим основным геосистемным законом и его следствиями

экологические «законы» Б. Коммонера.

1. Все связано со всем.

2. Все должно куда-то деваться.

3. Природа «знает» лучше.

4. Ничто не дается даром.

4.4. Ландшафтная индикация и ее принципы

При комплексных физико-географических исследованиях используют те

внешние черты ландшафтов, которые доступны визуальному наблюдению и

аэрофотографированию, в том числе и фотографированию из космоса, в

качестве ориентировочных показателей различных явлений и процессов

(Викторов, Чикишев, 1990). Индикация – вспомогательный практический

прием, убыстряющий и облегчающий прямые наблюдения (Сабуров, 1971). По

особенностям восприятия выделяют две группы компонентов ландшафта:

физиономические, доступные непосредственному наблюдению, часто и

аэрофотографированию, или индикаторы, и деципиентные, трудно

наблюдаемые, или индикаты. К первым относятся различные формы рельефа

(геоморфологические индикаторы), растительные сообщества (геоботанические

индикаторы), часто виды и внутривидовые формы растений (ботанические

индикаторы), внешние черты гидросети и отдельных водоемов

(гидрологические индикаторы), деятельность человека (антропогенные

индикаторы). В ряде случаев к индикаторам могут быть отнесены

геологические показатели (разрывные нарушения, выходы горных пород и др.).

Особое положение занимает почва. Когда ее поверхность скрыта

растительностью, она деципиентна, открытая для наблюдения почва становится

часто физиономичной (солончаки, солонцы, распаханные черноземы и др.). К

деципиентным относятся такие показатели, как уровень грунтовых вод (УГВ),

химический состав вод, почвообразующие и подстилающие горные породы и

др.

5. ЛАНДШАФТНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ СУШИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ГЕОСИСТЕМ

5.1. Ландшафтная дифференциация суши

Иерархия природных систем разного уровня приведена нами ранее (разд.

1.2). Дифференциация географической оболочки (эпигеосферы) и ее

подсистемы – ландшафтной сферы – обусловлена разными причинами.

Основной причиной является зональный фактор, который обусловлен

неравномерным поступлением лучистой энергии Солнца на поверхность Земли.

Второй фактор – энергетический (внутренняя энергия Земли). В совокупности

эти факторы определяют две наиболее общие географические закономерности –

зональность и азональность. Первая проявляется по широте и поэтому

называется широтной (географической, ландшафтной) зональностью,

характеризуется закономерным изменением физико-географических процессов,

компонентов и комплексов (геосистем) от экватора к полюсам (А.Г. Исаченко,

1991). Главная причина – шарообразность Земли (точнее, Земля – геоид),

вследствие чего угол падения солнечных лучей на земную поверхность

изменяется по широте. Суточное вращение Земли, перемещение по орбите,

наклон земной оси к плоскости эклиптики (66,5о) осложняют общую картину,

способствуют внутрисуточным, сезонным, годовым, многолетним изменениям

погоды и климата и соответственно определяют функционирование геосистем.

В связи с неравномерным широтным распределением тепла формируются

зональность воздушных масс, циркуляции атмосферы и влагооборота.

Выделяют четыре основных типа воздушных масс: экваториальные, (теплые и

влажные), тропические (теплые и сухие), бореальные, или массы умеренных

широт (прохладные и влажные) и арктические, а в южном полушарии

антарктические (холодные и относительно сухие). Образуются несколько

циркуляционных зон, основные из них соответствуют зональным типам

воздушных масс. В каждом полушарии их получается по четыре:

экваториальная, общая для северного и южного полушарий (низкое

давление, штили, восходящие потоки воздуха);

тропическая (высокое давление, восточные ветры);

умеренная (пониженное давление, западные ветры);

полярная (пониженное давление, восточные ветры).

Выделяют три переходных рубежа: субарктический, субтропический и

субэкваториальный, в которых типы циркуляции сменяются по сезонам года.

Всего в каждом полушарии можно выделить по семь циркуляционных зон. На

них основано представление о тепловых поясах Земли, но температурные пояса

не совпадают с циркуляционными и поясами увлажнения и не имеют

ландшафтоведческого значения.

Важное географическое значение имеют зоны и подзоны. В арктическом и

антарктическом поясах выделяются зоны арктических и антарктических

пустынь. В субарктическом поясе – тундровая и лесотундровая зоны, в

субантарктическом – зоны океанических лугов. В Северном и Южном

умеренных поясах выделяются зоны океанических лугов, лесные, лесостепные,

степные, полупустынные и пустынные. В Северном и Южном субтропических

поясах распространены те же зоны (начиная с лесной) с более богатым видовым

составом деревьев и кустарников. Лесные, полупустынные и пустынные зоны

со сложным внутренним подразделением развиты в обоих тропических поясах.

В субэкваториальном поясе имеются зоны лесов, саванн и редколесий, в

экваториальном поясе – экваториальные леса (гилеи). Повторяющиеся природные зоны в разных поясах отражают

географический закон. Он был впервые сформулирован А.А. Григорьевым и

М.И. Будыко и назван авторами периодическим законом географической

зональности. Закон заключается в следующем: со сменой физико-

географических поясов аналогичные ландшафтные зоны и их некоторые общие

свойства периодически повторяются.

Количественным выражением закона является индекс сухости:

I = R/Lr,

где R – годовой радиационный баланс, кал/см2;

L – скрытая теплота испарения, кал/г;

r – годовая сумма осадков, мм.

Индекс сухости близок обратному значению коэффициента увлажнения (I

= 1/Ку).

Величины индекса сухости меняются в разных зонах от 0 до 4–5, трижды

между полюсами и экватором индекс сухости близок к единице, этому

значению соответствует наибольшая продуктивность ландшафтов. Очень

важным показателем зональных черт является коэффициент увлажнения

Иванова – Высоцкого:

И

OKу ,

где О – годовая сумма осадков;

И – испаряемость (теоретическая величина возможного испарения в

данном месте с открытой водной поверхности и из почв, полностью

насыщенных влагой).

Азональность и секторность проявляются в виде:

1) полярной асимметрии – неравномерном распределении суши и океана

между северным и южным полушариями Земли. Основная часть суши

сосредоточена в северном полушарии, где преобладают континентальные типы

климата, в южном – морские;

2) секторности (иногда называемой долготно-климатической

зональностью). Неравномерное удаление территорий от океанов обуславливают

резкие различия в их увлажнении и теплообеспеченности;

3) высотной поясности. Изменение теплового баланса с высотой от

разных причин (падение температуры в связи с разряжением атмосферы,

уменьшения количества водяного пара и пыли и др.). Высотные пояса имеют

много общего с широтными зонами, но не всегда. Существуют, например,

гольцовая зона, пояс альпийских лугов и другие, которых нет в широтных

зонах, зато отсутствуют пояса пустынь и полупустынь и др. Горные системы,

расположенные в пределах разных широтных зон несут зональные черты – свой

спектр высотных поясов;

4) орографических особенностей (кроме высотных поясов) в экспозиции

склонов, ярусности, барьерности.

Наряду с абсолютной высотой важнейшим проявлением азональной

дифференциации является экспозиция склонов, представленная двумя типами:

солярной (инсоляционной) и ветровой (циркуляционной). Склоны северных и

восточных экспозиций несут черты более северных зон, южные и западные –

южных зон. С ними связан такой показатель, как предварение зональности.

Но более широким показателем, чем поясность, является ярусность. Она

проявляется и на равнинах, где не прослеживается больших отклонений

абсолютных высот. Но возвышенные равнины несут черты более северных зон

на водоразделах. В горах выделяются ярусы высоких, средних и низких гор.

Барьерность отражает соответствующий эффект. Горные системы,

расположенные на путях перемещения воздушных масс, удерживают основную

часть влаги на наветренных склонах, формируя ландшафты барьерного подножья,

а на противоположных, более сухих подветренных склонах, ландшафты барьерной

тени.

Структурно-петрографическая и морфоструктурная дифференциации

условий связаны с составом горных пород и формированием определенных

форм рельефа. В какой-то мере они несут зональные черты. Например, в

холодных зонах, где формируются мерзлотные формы рельефа и микрорельефа

на суглинистых и глинистых грунтах, или в жарких областях, где образуются

песчаные барханы, дюны и бугры. Но чаще эти виды дифференциации носят

азональный характер. Особо следует отметить локальную дифференциацию

геосистем, которая зависит от комплексных или четко выраженных местных

причин.

5.2. Структура и функционирование ландшафта

Структура ландшафта характеризуется следующими

взаимообусловленными составными частями (подсистемами):

1) взаиморасположением пространственных составных частей, которые

образуют «каркас» ландшафта. Он отображает горизонтальные, или

латеральные связи;

2) способами соединения частей систем, т. е. внутренними

системообразующими связями. Это функциональный аспект, отображающий

вертикальные связи;

3) упорядочением смены состояний во времени (временной аспект).

В ландшафтах происходят разномасштабные процессы и явления, которые

отражают его «деятельный» облик-функционирование, влагооборот, движение

воздушных масс, трансформацию солнечной энергии, перенос твердых частиц,

биогеохимические процессы:

динамика – обратимые суточные, сезонные и другие системы

состояний, когда изменения происходят в рамках одного инварианта без

изменения структуры ландшафта;

развитие (эволюция) – необратимые изменения, приводящие к смене

структуры ландшафта, формированию геосистем нового, более сложного

уровня и разнообразия;

деградация – необратимые изменения в сторону упрощения,

разрушения более совершенной структуры, уменьшению биоразнообразия.

В ландшафтах следует различать реликтовые, консервативные,

прогрессивные, регрессивные черты. Первые являются остаточными,

доставшимися от предшествующих геосистем. Консервативные черты

отражают современные условия функционирования. Прогрессивные –

нарождающиеся, указывают на тенденцию развития ландшафта, регрессивные

на деградацию, разрушение существующих геосистем.

Следует отметить и другие особенности ландшафтов:

устойчивость – способность противостоять внешним воздействиям, не

изменяя структуры. Порог устойчивости – уровень, выше которого система

начинает изменяться (чаще всего в сторону деградации);

эмерджентность («целое больше суммы своих частей»). Системы более

высокого ранга обладают особенностями, которых нет у их подсистем (мышь

нельзя изучать на молекулярном уровне, собор – по кирпичам, картину – по

цвету, конфигурации, массе красок и т. д.).

5.3. Парагенетические подсистемы

Для понимания горизонтальной структуры ландшафта необходим анализ

вещественно-энергетических латеральных связей, существующих между

локальными геосистемами, слагающими ландшафт (местностями, урочищами,

фациями). Наиболее ярко они выражены в ландшафтных катенах (от лат. cateno –

цепь, ряд) (В.А. Николаев, 2000).

Ландшафтная катена – функционально-динамическое сопряжение

природных геосистем, последовательно сменяющих друг друга в направлении от

местного водораздела к местному базису денудации (река, озеро и т. д.). В конце

ХХ – начале ХХI в. сложилось представление о ландшафтах как о нуклеарных

геосистемах (хорионах), состоящих из ядра и окружающих полей. Ядро

обладает повышенным вещественно-энергетическим и информационным

потенциалом, позволяющим ему создавать оболочки (поля) латерального

влияния. Различаются хорионы с ядрами-скоплениями (вулканы, холмы, озерные

котловины и др.) и ядрами-потоками (речные долины, бассейны, горные цепи и

др.).

Ландшафтно-географические поля – сфера материального вещественно-

энергетического и информационного влияния геосистемных ядер на смежные

территории. Речные долины с подчиненной системой притоков формируют

речные бассейны, объединяемые общей направленностью вещественно-

энергетических потоков.

Экотоны – переходные геосистемы краевых частей ландшафтно-

географических полей, не имеющие четких границ.

6. ЛАНДШАФТЫ И ЧЕЛОВЕЧЕСТВО

6.1. Природные и измененные ландшафты

Естественных (природных) ландшафтов, строго говоря, на Земле уже не

существует. Даже на не затронутых хозяйственной деятельностью территориях

Арктики, Антарктики, труднодоступных высокогорий, пустынь, дебрях

центральной Амазонии оседает техногенная пыль, перенесенная воздушными

потоками. Поэтому их можно считать лишь условно неизмененными. Все

остальные, в той или иной степени подвергнутые техногенезу, следует относить

к природно-антропогенным и антропогенным. Среди них можно выделить

слабоизмененные, подвергнутые локальному освоению (охота, рыболовство,

выборочные лесоразработки и др.). Сильноизмененные (нарушенные)

ландшафты подверглись интенсивному воздействию человека, приведшему к

изменению их структуры, часто необратимому и направленному в сторону

деградации, уменьшения биоразнообразия. Это нерационально освоенные под

сельское хозяйство земли, горные выработки, промышленные комплексы,

недостаточно оборудованные очистными сооружениями, сплошные вырубки

лесных массивов, транспортные магистрали с необеспеченным водопропуском

и др. Среди антропогенно измененных ландшафтов следует особо выделить

культурные ландшафты, которые должны удовлетворять следующим условиям:

высокой производительности и экономической эффективности, а также

формированию оптимальной среды для жизни людей. Но эти качества редко

совмещаются (А.Г. Исаченко, 1991). Научная организация территории

культурных ландшафтов должна основываться на морфологии ландшафта и его

потенциала. А.Г. Исаченко сформулировал и основные географические

принципы организации территории культурного ландшафта, которые

представлены ниже.

1. Культурный ландшафт не должен быть однообразным.

2. В нем не должно быть антропогенных пустошей.

3. Из всех видов использования приоритет надо отдать зеленому покрову.

4. Иногда целесообразно экстенсивное (приспособительное)

использование земель.

5. Должны быть выделены охраняемые территории (заповедники,

национальные и природные парки и др.)

6. Необходимо внешнее благоустройство.

7. Важнейшее условие – учет горизонтальных связей между

морфологическими подразделениями ландшафта.

8. Необходимо регулирование процессов функционирования ландшафта

(например, применение различных мелиораций).

Недоучет всего перечисленного может привести к крайне негативным

процессам (например, подтоплению населенных пунктов при ликвидации

естественных дрен, засолению, осолонцеванию, заболачиванию почв,

активизации водной эрозии, дефляции и др.) Все эти процессы весьма

существенно проявляются на территории Новосибирской области в условиях

нерационального антропогенного освоения.

6.2. Проблема опустынивания и меры оптимизации природопользования

В последнее десятилетия одной из основных глобальных проблем является

опустынивание, в значительной мере обусловленное человеческой

деятельностью. Из многих определений этого термина можно выделить

следующие.

1. «Опустынивание (синоним аридизация) – одно из проявлений

деградации земель, истощение наземных экосистем в результате деятельности

человека (уменьшение биомассы, продуктивности, видового разнообразия)».

Опустыниванию подвержены, в первую очередь, засушливые земли».

2. «Опустынивание – процесс, приводящий к потере экосистемой

сплошного растительного покрова с дальнейшей невозможностью его

восстановления без участия человека». Происходит, как правило, в засушливых

областях в результате действия природных, а также (главным образом)

антропогенных факторов (например, неумеренная эксплуатация пастбищ,

чрезмерное развитие дорожной сети).

3. «…уменьшение или уничтожение биологического потенциала земли,

которое, в конечном итоге, может привести к возникновению условий,

аналогичных условиям пустыни» (Конференция ООН по опустыниванию, 1977)

Цит. по (13, с. 323).

Более точным, несмотря на краткость, следует признать последнее

определение, поскольку оно подразумевает общее падение биологического

потенциала, а не только растительности, не только засушливых территорий, и

не только в результате человеческой деятельности. Существуют арктические и

даже «зеленые» пустыни. В сухие климатические циклы доминируют

естественные причины аридизации. Площадь пустынь и полупустынь на Земле

составляет 48,4 млн. км2, в том числе антропогенных 10 млн. км

2, или 6,7 %

поверхности суши. Процесс опустынивания идет, по одним данным, со

скоростью 7 тыс. км2, по другим – до 24 тыс. км

2 в год. Под угрозой

опустынивания находится около 30 млн. км2 (19 %) суши Земли.

Следует предположить, что устойчивость к процессам опустынивания

территорий различная. Это можно выявить по ландшафтной структуре систем,

которая включает три показателя: пространственное расположение составных

частей (природный «каркас» территории); функциональный аспект (способ их

соединения); динамический аспект (упорядоченность смены состояния во

времени). Исследования ландшафтных особенностей юга Западной Сибири,

куда входят территории Барабинской, Кулундинской и Ишимской равнин,

позволили прийти к заключению, что этот регион неустойчив к естественным и

антропогенным воздействиям, как внутренним, так и внешним. Это

прослеживается по высокой комплексности, мозаичности, частой смене

геосистем на коротких расстояниях (первый аспект их структуры). При этом

происходит и резкое изменение функциональных показателей, что

характеризуется их контрастностью (второй аспект структуры). Весьма

значительны и резкие колебания сезонной и многолетней динамики, вплоть до

полной трансформации природных систем (третий – временной аспект

структуры). Основные причины всего этого заключаются в сложном

взаимопроникающем расположении гумидных, семигумидных территорий,

равнинности и открытости для воздушных потоков, в ритмически

неоднородном строении рыхлой толщи отложений и интенсивной, но

недостаточно продуманной хозяйственной деятельности.

Выявлены и частично изучены негативные процессы, которые следует

отнести к опустыниванию. Отметим основные из них: засоление,

осолонцевание, заболачивание, деградация озерных систем, эрозия, дефляция,

подтопление населенных пунктов, пастбищная дигрессия и нарушения

технологии обработки почв.

Функциональные особенности природных систем юга Западной Сибири

характеризуются двумя разнонаправленными процессами: на фоне общей

аридизации, начавшейся в 40-х гг. ХХ в., происходит обсыхание озерных

котловин, усиление засоления и осолонцевания почв, активизация дефляции.

Вместе с тем отмечено постепенное повышение уровня грунтовых вод (УГВ),

что ведет к заболачиванию с последующим засолением при обсыхании,

подтоплению населенных пунктов. Эти процессы обусловлены неоднородным

строением рыхлой толщи отложений, их ярусной обводненностью, а также в

значительной мере антропогенным воздействием. Так, например, в скважинах

режимной сети для северной лесостепи УГВ повысился у с. Убинское с 2,2 (1961

г.) до 1,2 м (2004 г.). Соответственно для южной лесостепи у с. Довольное эти

значения составили 5,8 и 3,7 м, у с. Чистоозерное – 3,7 и 1,7 м. Во многих

случаях превышена даже критическая глубина УГВ. Отсюда становится ясной

трансформация почвенного покрова за этот период (табл. 3).

Таблица 3. Изменение почвенного фонда Новосибирской области с 1963 по

1994 гг. (тыс. га)

Тип почвы 1963 1994

Дерново-подзолистые 1073,7 1516,2

Серые лесные 1315,3 1128,1

Черноземы 2028,5 1550,0

Лугово-черноземные 1426,2 1497,7

Солонцы, солоди, в том числе

солончаки

3066,6 (252,7) 2931,2 (573,0)

Болота 4155,6 4772,1

Фиксируются даже межсезонная и внутрисезонная разнонаправленность

процессов функционирования (ранней весной – обилие временных водоемов,

заболачивание; поздней весной и летом – их обсыхание и засоление). Все это

дало основание к выделению конвергентных (взаимопереходящих) негативных

экзодинамических процессов: повышение УГВ – заболачивание –

осолонцевание и засоление почв и грунтов.

По результатам многолетних исследований зимних экзодинамических

процессов на ключевом участке Барабинской равнины (Каргат – Чулымское

междуречье, профиль п. Здвинск – с. Верх-Урюм) обработан многочисленный

материал по зимнему солепереносу в системе почва-снег. Установлено, что при

критическом залегании УГВ (для южной лесостепи 1,7–1,9 м) передвижение

солей с влагой осуществляется к фронту промерзания – поверхности почвы,

при этом часть солей поступает диффузным путем в снеговой покров.

Засоленность нижнего слоя по отдельным ионам превышает контрольные

пробы в 1,5–3 раза. В период снеготаяния с более минерализованными первыми

порциями талых вод соли, поступившие из грунтовых вод в процессе зимнего

выпотного режима почв, выносятся в понижения рельефа. Таким образом,

происходит зимнее рассоление автоморфных позиций и засоление

отрицательных форм, из которых осуществляется их эоловый перенос. Эти

процессы актуальны, практически нигде в мире не изучены и требуют

дальнейшего исследования. Рекомендации по снижению влияния негативных

процессов для некоторых природных подзон юга Западной Сибири

представлены в табл. 4.

Таблица 4. Негативные процессы и рекомендации по их снижению.

Оптимальное природопользование

Краткая характеристика подзон и основные

негативные процессы

Рекомендации по снижению влияния

негативных процессов опустынивания,

природопользование

Северолесостепная переменного увлажнения

(Ку = 0,6–0,8), сильной, местами очень

сильной степени антропогенной нарушенное

(до 50 % площади земель)

Естественные и антропогенные процессы:

осолонцевание, засоление, заболачивание,

подтопление населенных пунктов,

неумеренная распашка земель, водная

эрозия в Приобье, загрязнение

промышленных районов, некачественные

питьевые воды, перевыпас скота

При интенсивных циклических колебаниях

климата необходимо гибкое адаптивно-

ландшафтное земледелие, применение

лучевого дренажа в подтопляемых

населенных пунктах, очистка питьевых вод,

ограничение пахотных угодий,

противоэрозионные мероприятия. Требуется

сохранение и восстановление лесов,

водоохранных зон, регулирование выпаса

скота, мониторинг крупных промышленных

узлов. Территория земледельческого и

животноводческого значения

Южнолесостепная недостаточного

увлажнения (Ку = 0,5–0,7), сильной и очень

сильной степени антропогенной

нарушенности (свыше 50 % площади земель).

Интенсивная аридизация: засоление,

осолонцевание земель, обсыхание озерных

котловин, проявление дефляции и

деградации лесных массивов, неумеренная

распашка земель, перевыпас скота,

суффозионно-просадочные явления,

некачественные питьевые воды.

Прослеживается подтопление населенных

пунктов

Критическое экологическое состояние

требует полного пересмотра системы

природопользования: применение

локальных оросительных мелиораций

выборочной безотвальной распашки земель

с применением кулис, травопольного

севооборота, осенней влагозарядки,

внесение органо-минеральных удобрений и

др.

насаждение лесополос. Территория

земледельческого и животноводческого

значения

Окончание табл. 4

Краткая характеристика подзон и основные

негативные процессы

Рекомендации по снижению влияния

негативных процессов опустынивания,

природопользование

Степная недостаточного увлажнения (Ку

меньше 0,4) очень сильной степени

нарушенности (свыше 50 %). Сплошная

распашка пахотнопригодных почв,

засоление, осолонцевание, дефляция, частые

пыльные бури, перевыпас скота, деградация

лесных колков, суффозионно-просадочные

явления, подтопление населенных пунктов

Выборочное земледелие со строгим

соблюдением технологии обработки почв:

внесение органо-минеральных удобрений,

особенно фосфатных, распашка выборочная,

безотвальная. Мероприятия по сохранению

влаги (осенняя влагозарядка). Строго

дозированное орошение

маломинерализованными нейтральными

водами. Применение севооборотов, кулис,

полезащитных лесополос, лучевого дренажа

на подтопляемых участках

Степная сухая (Ку = 0,3–0,4) очень сильной

степени нарушенности (свыше 50 %).

Интенсивная дефляция, пыльные бури, в

меньшей степени осолонцевание и

засоление

Строгое соблюдение технологии обработки

почв, внесение органо-минераль-

ных удобрений. Необходимо сохранение и

восстановление полезащитных лесополос.

Орошение только локальное строго

дозированное маломинерализованными

водами

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ И ПОВТОРЕНИЯ

1. Предмет ландшафтоведения. Связь с другими науками. Краткая история

развития.

2. Геосистемы и экосистемы. Иерархия природных систем. Определение

ландшафта.

3. Методы ландшафтных исследований.

4. Компоненты и факторы. Дать краткую характеристику.

5. Географическая структура ландшафта. Горизонтальные, вертикальные и

временные аспекты.

6. Функционирование, динамика, эволюция, деградация и устойчивость

систем.

7. Связи природных компонентов: вещественные, энергетические,

информационные. Прямые и обратные.

8. Закономерности ландшафтной дифференциации суши. Зональные

особенности.

9. Азональные особенности дифференциации суши. Кратко

охарактеризовать.

10. Периодический закон географической зональности. Радиационный индекс

сухости Григорьева – Будыко. Коэффициент увлажнения Иванова – Высоцкого.

11. Морфологические единицы ландшафта. Дать определение,

охарактеризовать, привести примеры (по Западно-Сибирскому региону).

12. Круговороты вещества и энергии. Влагооборот, биогенный и

абиогенный круговороты. Энергетика ландшафта.

13. Парагенетические геосистемы. Ландшафтные катены. Бассейновые

геосистемы. Ландшафтно-географические поля. Нуклеарные геосистемы.

Ландшафтные экотоны.

14. Природные, антропогенные и природно-антропогенные ландшафты.

Дать развернутую характеристику.

15. Применение аэрофото- и космоснимков, методов дистанционного

зондирования в ландшафтоведении.

16. Ландшафтно-экологическое обоснование хозяйственных проектов и

рационального природопользования.

17. Культурные ландшафты. Виды, структура, функционирование,

антропогенная регуляция.

18. Систематика ландшафтов. Принципы классификации.

19. Физико-географическое районирование. Теоретические основы и

сущность. Многорядная система таксономических единиц районирования.

20. Краткая характеристика полярных и приполярных ландшафтов.

21. Бореальные и суббореальные ландшафты.

22. Субтропические, тропические, субэкваториальные и экваториальные

ландшафты.

23. Ландшафты и человечество. Роль ландшафтоведения для человечества.

24. Ландшафтное моделирование. Роль моделей в научных исследованиях.

ЧАСТЬ II. ПРАКТИЧЕСКИЕ АУДИТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО КУРСУ «ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ»

7. ЗНАКОМСТВО С ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ ОСНОВОЙ, УСЛОВНЫМИ ЗНАКАМИ, АЭРО- И КОСМОСНИМКАМИ

7.1. Топографические карты

Топографические карты дают совместное изображение совокупности

взаимосвязанных объектов и явлений, но каждого в своих классификациях,

отражающих свойства, показатели, характеристики объектов. Различают

следующие топографические карты: крупномасштабные (1 : 10 000–1 : 50 000),

среднемасштабные (1 : 100 000–1 : 200 000), мелкомасштабные (1 : 500 000–

1 : 1 000 000), обзорные (мельче 1 : 1 000 000). Карты в масштабах 1 : 500,

1 : 1 000, 1 : 2 000, 1: 5 000 называются топографическими планами.

Основными элементами топографической карты является само

картографическое изображение и его математическая основа.

Картографическое изображение – это все те условные обозначения,

которыми на карте отображены явления и объекты действительности. Комплекс

элементов картографического изображения топографических карт обусловлен

инструкциями и наставлениями для создания карт определенных масштабов и

отражен в соответствующих таблицах условных знаков.

Математическая основа карт включает масштаб, картографическую

проекцию, координатную сетку, а также элементы компоновки, систему

разграфки и номенклатуру.

При создании топографических карт в нашей стране применяется

равноугольная поперечная цилиндрическая проекция Гаусса – Крюгера.

Под компоновкой карты понимают определение положения изображаемой

на карте территории относительно рамок карты; размещение названия карты, ее

легенды, дополнительных карт, графиков и текстов, схемы разграфки карты, т. е.

деление ее на листы и размеры полей.

Для установления адреса листа карты служит система обозначений –

номенклатура топографических карт, которая зависит от масштаба карты и

географического положения изображенной территории.

Разграфка и номенклатура топографических карт России основана на

разграфке и номенклатуре карты в масштабе 1 : 1 000 000 (табл. 5).

Таблица 5. Разграфка и номенклатура топокарт

Масштаб

карты

Получен от

деления

трапеции

На сколько

частей делится

трапеция

карты

1 : 1 000 000

Дополнитель-

ные

обозначения

листа

Пример

номенклатуры Размер рамок

По

широте

По

долготе

1:1 000 000 - - N-36 4о

6о

1 : 500 000 1 : 1 000 000 на

4 части 4 А, Б, В, Г N-36-А 2

о 3

о

1 : 200 000 1 : 1 000 000 на

36 частей 36 I, II,…XVI N-36-XV 40

′ 60

′

1 : 100 000 1 : 1 000 000 на

144 части 144 1, 2,…144 N-36-54 20

′ 30

′

1 : 50 000 1 : 100 000 на 4

части 576 А, Б, В, Г N-36-54-Г 10

′ 15

′

1 : 25 000 1 : 50 000 на 4

части 2304 а, б, в, г N-36-54-Г-а 5

′ 7

′30

″

1 : 10 000 1 : 25 000 на 4

части 9216 1, 2, 3, 4 N-36-54-Г-а-2 2

′30

″ 3

′45

″

7.2. Топографические условные знаки

Топографическими условными знаками называются условные графические

обозначения, надписи и цифровые характеристики, применяемые для

изображения, а также для количественной и качественной характеристики

объектов местности на топографических картах.

По геометрическим свойствам и назначению условные знаки местных

предметов можно разделить на масштабные (лес, луг, болото, озеро и т. д.),

внемасштабные (пункты государственной геодезической сети, курган, скала

и т. д.) и пояснительные (характеристика леса, характеристика реки,

направление и скорость течения реки, глубина болота, название реки, высота

обрыва и т. д.).

Основным источником для обеспечения комплексного исследования и

картографирования природных ресурсов и охраны природы является

топографическая карта масштаба 1 : 100 000. Рассмотрим некоторые элементы

содержания топографической карты этого масштаба (табл. 6).

Таблица 6. Условные знаки для топографической карты масштаба

1 : 100 000

Условный знак Объект

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПУНКТЫ

пункты государственной геодезической сети (101 – отметка верхнего

центра);

точки съемочной сети, закрепленные на местности центрами (107 –

отметка верхнего центра);

реперы и марки государственной геодезической сети (105 – отметка

высоты головки репера или центра марки)

ГИДРОГРАФИЯ

114,3 – отметки урезов воды;

0,2 – скорость течения, м/с – стрелки, указывающие направление

течения рек;

характеристика рек: 550 – ширина, м; 1,7 – глубина, м;

характер грунта дна: В – вязкий; П – песчаный; Т – твердый

Источники воды (ключи, родники)

РЕЛЬЕФ

горизонтали основные утолщенные;

горизонтали основные;

горизонтали дополнительные;

горизонтали вспомогательные;

подписи горизонталей, м;

указатели направления скатов (бергштрихи)

скалы – останцы (10 – высота, м)

ямы (1,5 – глубина, м)

Овраги и промоины:

шириной в масштабе карты более 1 мм;

шириной 1 мм и менее (125, 8, 4 – ширина между бровками; 7,3 –

глубина, м);

уступы;

обрывы (21 – высота, м)

РАСТИТЕЛЬНЫЙ ПОКРОВ И ГРУНТЫ

Преобладающие породы деревьев в лесу:

хвойные (ель, сосна, пихта, кедр и др.);

лиственные (береза, дуб, клен и др.);

смешанные

Характеристика древостоя:

25 – преобладающая высота, м;

6-расстояние между деревьями, м;

0,30-диаметр стволов, м

1)

2)

3)

4)

8

3 1) 2)

21

125

7

4

3 3)

1)

2)

3)

10

1

107

10

5

1)

2)

3)

4)

5)

6)

Продолжение табл. 6

Условный знак Объект

1) контуры растительного покрова и грунтов;

2) контуры сельскохозяйственных угодий

Буреломы

1) редкие леса (редколесье);

2) редкие низкорослые леса

1) горелые и сухостойные леса;

2) вырубленные леса

Кустарники:

1) отдельные кусты и группы кустов;

2) сплошные заросли

Травянистая растительность:

1) луговая;

2) высокотравная (выше 1 м)

Камышовые и тростниковые заросли

1) степная (травянистая) растительность;

2) полукустарники (полынь и др.)

1)

2)

1) 2)

1) 2)

1) 2)

1) 2)

1) 2)

Моховая и лишайниковая растительность

Окончание табл. 6

Условный знак Объект

Узкие полосы леса и защитные лесонасаждения

ягодные сады (смородина, малина и др.);

фруктово-ягодные сады;

фруктовые и цитрусовые сады

БОЛОТА И СОЛОНЧАКИ

Болота проходимые (1,5 – глубина, м)

Болота непроходимые и труднопроходимые

(4,5 – глубина, м)

Солончаки непроходимые и труднопроходимые

Солончаки проходимые

7.3. Основы аэрокосмического зондирования

В ландшафтных исследованиях используются как аэроснимки, так и

космические снимки. Аэрофотосъемка на территории России выполняется для

создания топографических карт аэрофотогеодезическими предприятиями

федеральной картографо-геодезической службы, в которых и хранятся

съемочные материалы. Информация об их наличии может быть получена

централизованно через Картгеофонд.

Обширные материалы аэрофотосъемки других стран являются достоянием

национальных фондов.

При выполнении разных видов аэрокосмических съемок, регистрируя

излучение с использованием разных методов, различной съемочной аппаратуры

1) 2) 3)

и ее носителей, получают снимки, которые представляют основной источник

информации в аэрокосмических исследованиях. Такие снимки чрезвычайно

разнообразны по спектральному диапазону съемки, технологии получения

изображений и передачи их на Землю. Их разнообразие зависит от

используемой специальной аппаратуры и условий съемки.

Для того чтобы облегчить специалистам эффективное использование этих

богатых материалов съемки, целесообразно систематизировать их, выделив

такие типы снимков, которые различаются по возможностям их применения в

различных областях исследований.

Космофотоснимок (КФС)– изображение объектов, получаемое в результате

регистрации с большого расстояния их отраженного или собственного излучения.

Космические снимки (КС) со времени их появления приобретают все

большое значение, что связано с их особыми свойствами:

большая обзорность – дает возможность изучать Землю не только в

региональном, но и в зональном глобальном масштабе, обеспечивает

одновременную фиксацию состояния объектов на обширных территориях;

комплексное отображение компонентов геосферы (включая атмосферу) –

обеспечивает изучение взаимосвязей процессов и явлений, происходящих в ней;

генерализация изображения (более высокая по сравнению с

аэроснимками) – позволяет увидеть объекты, которые из-за большой

протяженности не находят отражения на аэроснимках;

регулярная повторяемость – важна для изучения объектов и явлений в

их динамике.

Возможности использования снимков связаны с их параметрами,

определяющими их дешифровочные свойства. Классификация космических

снимков по основным параметрам рассмотрена в табл. 7.

Таблица 7. Основные параметры классификации космических снимков

Классификация космических снимков Способы получения снимков

По спектральному диапазону съемки:

в видимом инфракрасном

(0,4–0,7 мкм)

в ближнем и среднем инфракрасном (световом)

(0,7–3,0 мкм)

Регистрируется отраженная солнечная

радиация

в тепловом инфракрасном

(3–1 000 мкм)

Регистрируется собственное излучение

Земли

в радиодиапазоне

(от 1 мм до 10 м)

Фиксируется как собственное излучение

Земли, так и отраженное земной

поверхностью искусственное излучение,

создаваемое радиолокационной станцией

Примечание. Радиолокационная съемка используется при изучении природных ресурсов.

Преимущества: 1) во всепогодности – качество съемки не зависит от уровня естественной

освещенности, времени суток, метеорологических условий. Это является основным условием

для организации регулярного мониторинга, особенно районов, постоянно закрытых

облачностью. 2) радиосигнал в зависимости от его частоты и характера грунта частично

проникает на глубину.

По масштабу: Геостационарные спутники,

сверхмелкомасштабные

1 : 10 000 000–1 : 100 000 000

метеоспутники на околоземных орбитах

мелкомасштабные

1 : 1 000 000–1 : 10 000 000

Ресурсные спутники, пилотируемые

корабли, орбитальные станции

среднемасштабные

1 : 100 000–1 : 1 000 000

Ресурсно-картографические спутники

крупномасштабные

1: 10 000–1 : 100 000

Специальные спутники

Окончание табл. 7

Классификация космических снимков Способы получения снимков

По обзорности:

низкого разрешения

300–1 000 м

Метеоспутники, спутники

геостационарного и глобального

экологического контроля, ресурсные

спутники

среднего разрешения

50–200 м

Ресурсные спутники

высокого разрешения

1–40 м

Пилотируемые корабли, орбитальные

станции, автоматические

картографические спутники, ресурсные

спутники

очень высокого разрешения

0,3–0,9 м

Специализированные спутники для

детальной съемки и крупномасштабного

топографического картографирования

Технология получения изображения:

фотографические снимки

С помощью системы объектив –

фотопленка

Примечание. Преимуществом данной съемки является возможность получать снимки с

очень высоким разрешением, высокими геометрическими и фотометрическими свойствами

сканерные снимки С помощью оптико-механических

сканирующих устройств

Примечание. Снимки имеют дискретный характер, что позволяет проводить

автоматизированную обработку с применением компьютеров или специальных систем

обработки изображений

ПЗС-снимки Ресурсно-картографические спутники,

специализированные спутники для

детальной съемки

Примечание. Используют для топографического и крупномасштабного тематического

картографирования

Дешифрирование снимков выполняется по прямым и косвенным

дешифровочным признакам.

Прямые дешифровочные признаки

К прямым дешифровочным признакам относятся следующие группы

признаков:

геометрические (форма, тень, размер);

яркостные (фототон, уровень яркости, цвет, спектральный образ);

структурные (текстура, структура, рисунок).

Форма – наиболее надежный признак, и глаз человека наиболее уверенно

распознает именно форму объектов. С изменением масштаба снимков форма

объекта на снимке может несколько изменяться – за счет исчезновения деталей

она упрощается. Так, на аэроснимках форма плоских (на наклонной

поверхности) объектов искажается на краях снимка. На космических снимках

форма объектов, не имеющих вертикального протяжения, передается

практически без искажений.

Форма в плане используется при распознавании объектов, связанных с

деятельностью человека, – они имеют форму, близкую к правильной

геометрической. Например, железные и шоссейные дороги, линии

электропередачи, трубопроводы благодаря их прямолинейной форме

распознаются на снимках любых масштабов, а характер поворотов позволяет

разделить их между собой. Железные дороги – плавные повороты;

автомобильные дороги – крутые повороты. А трассы линий электропередачи и

трубопроводов меняют направление под углом.

Сельскохозяйственные поля распознаются на снимках за счет наличия

прямолинейных (параллельных) между собой отрезков границ. Орошаемые

поля имеют форму круга. Для вырубок леса типична прямоугольная форма.

Береговая линия водохранилищ и прудов на большом протяжении не отличается

от берегов естественных водоемов, но всегда имеется прямоугольный участок –

плотина, по которому можно отличить их от озер.

Для объектов природного происхождения типична неправильная, сложная

форма. Важное значение, особенно при дешифрировании рельефа местности,

имеет пространственная, объемная форма объектов. Надежный способ ее

определения – стереоскопическое наблюдение пары перекрывающихся

снимков.

Тень – дешифровочный признак, позволяющий судить о пространственной

форме объектов на одиночном снимке. Различают собственную тень (часть

объекта, не освещенную прямым солнечным светом), и падающую (тень от

объекта на земной поверхности или поверхности других объектов).

Значение тени как дешифровочного признака велико на

крупномасштабных снимках; при переходе к мелким масштабам оно снижается.

Даже на среднемасштабных космических снимках изображаются лишь тени

горных хребтов и облаков.

Размер – признак не вполне надежный. При дешифрировании чаще

используются относительные размеры объектов. Так, в сельском населенном

пункте из двух рядом расположенных строений больший размер имеет дом,

меньший – подсобные строения, сараи.

В лесной и степной зоне большую ширину имеют шоссейные или

улучшенные дороги, меньшую – полевые. В тундровых и пустынных районах –

обратная картина: шоссейные дороги на снимках, особенно космических, могут

иметь ширину меньше, чем грунтовые, так как необустроенные дороги

представляют часто полосу шириной в десятки метров с многочисленными

колеями.

Яркостные дешифрованные признаки. Фототон, или тон фотоизображения,

уровень яркости (кодированная яркость), цвет, спектральный образ связаны с

одним и тем же свойством объектов местности – спектральной отражательной

способностью.

Фототоном называют оптическую плотность изображения на черно-

белых фотоотпечатках при визуальном анализе. Этот признак является

функцией зональной яркости объектов. Та же зональная яркость на цифровых

снимках закодирована уровнями яркости (чаще говорят «яркостью») шкалы из

определенного числа ступеней (обычно 256). На цветных снимках различия в

спектральной яркости объектов отображаются цветом, а на многозональных –

набором тонов или уровней яркости в зонах, называемым спектральным

образом.

Отражательные свойства объектов непостоянны во времени, они зависят от

высоты Солнца, прозрачности атмосферы, фазы вегетативного развития и других

факторов.

Фототон, уровень яркости, цвет и спектральный образ одного и того же

объекта на разных снимках могут сильно варьироваться, но, несмотря на это,

они широко используются при визуальном дешифрировании, а при

компьютерном являются основными.

При визуальном дешифрировании черно-белых фотографических снимков

до 1990-х гг. пользовались шкалой тонов. Шкала помогает оценить различия в

фототоне двух выделов, находящихся на некотором расстоянии или на соседних

снимках. Число ступеней шкалы (обычно пять – семь ступеней) определяется

порогом световой чувствительности зрения (табл. 8). Например, человеческий

глаз различает лучше светлые ступени, чем темные.

Шкалой тонов можно пользоваться при работе с одиночным снимком или

со снимками, полученными в одно время и при одинаковых условиях съемки.

Таблица 8. Шкала тонов для визуального дешифрирования

фотографических снимков (по В.Я. Михайлову)

Фототон Принцип выделения Значение

оптической

плотности

Белый Крайний визуально различимый 0,1 и менее

Почти белый Плотность вуали 0,2–0,3

Светло-серый Минимальная плотность большинства

фотоизображений

0,4–0,6

Серый Средняя плотность большинства

фотоизображений

0,7–1,1

Темно-серый Максимальная плотность большинства

фотоизображений

1,2–1,6

Почти черный Тон, превышающий максимальную плотность

большинства фотоизображений

1,7–2,1

Черный Крайний визуально различимый тон шкалы 2,2 и более

Цветные снимки обладают большим богатством оттенков, чем черно-

белые, к тому же глаз легче воспринимает цветовые различия, чем оттенки

серого. Исходя из этого, дешифрирование цветных снимков удобнее для

исполнителя. Однако цвет объектов на снимках меняется (например, на цветных

синтезированных снимках) под влиянием многочисленных факторов.

В дешифрировании при обозначении цвета пользуются следующими

терминами:

оттенок – употребляется в разных значениях, но чаще вместо термина

«тон»; так в дешифрировании этот термин принято относить к черно-белым

снимкам;

«густой», «чистый» употребляют для описания насыщенности цвета;

яркий или темный – для описания светлоты.

Спектральный образ – набор тонов (яркостей) изображения объекта на

серии зональных снимков. При автоматизированном дешифрировании

многозональных снимков он служит основным, а часто и единственным

дешифровочным признаком. При визуальном дешифрировании

сопоставление снимков в красной и ближней инфракрасной зонах

результативно для распознавания растительности и водных объектов. Серия из

снимков в зеленой, красной и ближней инфракрасной зонах служит

незаменимым материалом для дешифрирования разноглубинных водных

объектов.

Рисунок изображения – это сложный дешифровочный признак. Он

представляет сочетание изображений объектов и их частей определенной

формы, размера и тона (цвета), дополняя его новым свойством –

пространственным распределением элементов изображения, их размещением,

повторяемостью. Благодаря этим свойствам признак мало зависит от условий

освещения, сезона и технических параметров съемки, несмотря на

изменчивость его отдельных составляющих. Рисунок изображения принято

считать надежным дешифровочным признаком.

Обычно к этому признаку относят три понятия: текстуры, структуры и

рисунка. Сочетание элементов изображения на низшем уровне,

воспринимаемых как различия в фототоне (или яркости на экране)

неопределенной формы, называют текстурой изображения. Чаще понятием

текстуры изображения оперируют при выполнении измерений на снимках.

Более крупные элементы на снимке, у которых распознаются форма и размер,

образуют структуру изображения. Типичными примерами служат изображения

лесных насаждений на аэроснимках, населенных пунктов на мелкомасштабных

аэроснимках и космических снимках высокого разрешения.

Общепринятая классификация структуры изображения отсутствует, но

некоторую систематизацию можно представить, если использовать понятия

размера и формы элементов. По форме однородные структуры можно называть

зернистыми, пятнистыми, полосчатыми, сетчатыми. При добавлении

характеристики размера получаем мелкозернистую, среднепятнистую или

крупнополосчатую структуру. Регулярная структура типична для объектов,

связанных с деятельностью человека: сетчатая – для изображения садов,

полосчатая – для виноградников и посевов пропашных культур. Большинство

же природных образований имеют нерегулярную структуру изображения,

например, лесная растительность.

Несколько разных структур часто формируют довольно устойчивые

сочетания, которые называют рисунком изображения. В рисунке находят

отражение как природные особенности территории (структура почвенного и

растительного покрова, распределение геоморфологических элементов,

литологические особенности слагающих пород, тектонические условия), так и

пространственные взаимоотношения объектов антропогенного происхождения.

Очень часто рисунок изображения территории определяется ее рельефом.

Рисунок изображения на аэрокосмических снимках является отражением

реально существующих ландшафтных рисунков, горизонтальной ландшафтной

дифференциации, изучению которой значительное внимание уделяют

ландшафтоведы.

Несмотря на изменчивость изображения на снимке отдельных

физиономичных элементов, обусловленную сменой сезонных и погодных

состояний ландшафтов, особенности рисунка изображения могут относительно

долго сохраняться. Использование космических снимков дало возможность

разрабатывать количественные показатели для оценки ландшафтной структуры.

Структурные признаки тесно связаны с масштабом снимка. Так, кроны

деревьев, воспринимаемые на среднемасштабном снимке как структура

изображения, на более мелкомасштабных составят текстуру, а структуру на них

образуют сочетания выделов с разным составом древостоя и полян между

ними. Грядовые пески на крупномасштабных аэроснимках воспринимаются как

отдельные образования, в более мелком масштабе выявляется рисунок

чередующихся элементов.

На космическом снимке за счет исчезновения деталей рельеф образует

структуру изображения. Рисунок изображения на снимках разного масштаба и

разрешения соответствует рисунку природно-территориальных комплексов

разного ранга.

Косвенные дешифровочные признаки

Прямые дешифровочные признаки позволяют распознать объекты,

изобразившиеся на снимке, однако по ним не всегда удается интерпретировать

их, т. е. определить их свойства. Более того, с помощью снимков изучают и

картографируют объекты, изображения которых на них отсутствуют, а также

процессы и явления. Для этого используют косвенные дешифровочные

признаки. Методологической основой дешифрирования по косвенным

признакам служит наличие взаимосвязей и взаимообусловленности всех

природных и антропогенных свойств территории.

В качестве косвенных обычно выступают прямые дешифровочные

признаки других объектов, называемых индикаторами. Косвенные признаки

можно условно разделить на три группы.

1. Индикаторы объектов. Выявляются объекты, не изобразившиеся на

снимке. Так, отсутствие изображения дороги на пересечении с рекой

предполагает наличие моста или брода. Индикатором государственной границы

могут служить различие в нарезке сельскохозяйственных полей, структуре

организации территории, в пустынных районах – более темный тон не сбитой

скотом растительности на полосе отчуждения и т. п. На космических снимках

они изображаются светлыми пятнами диаметром на местности до нескольких

километров, соответствующим растительному покрову с измененным в

результате воздействия видовым составом.

Особенно широко используются индикаторы объектов при ландшафтном

методе дешифрирования. Суть его – в распознании природно-территориальных

комплексов по всей совокупности признаков, нашедших отражение на снимке,

для последующего выявления, изучения и картографирования отдельных

составляющих ландшафта. Примером служит изучение и картографирование

подземных вод. Распознавание и интерпретация физиономичных компонентов

ландшафта и их пространственных сочетаний позволяет выявить геолого-

географические условия и гидрогеологические параметры, такие как

направление потоков и глубина залегания грунтовых вод, распространение

водоупорных пород.

Индикатором ландшафта может быть и его рисунок, обусловленный

процессом формирования природно-территориальных комплексов. Но

индикационные связи действуют лишь в пределах определенного ландшафта,

поэтому ландшафтно-индикационное дешифрирование обычно начинают с

районирования. Затем в пределах каждой из выделенных территориальных

единиц выявляют взаимосвязи компонентов ландшафта и определяют

индикаторы. Экстраполяция выявленных индикаторов на соседние районы

может привести к существенным ошибкам, так как одни и те же объекты в

разных районах могут индицировать различные географические условия.

Результаты индикационного дешифрирования зависят от знания

особенностей территории, формирующих ее факторов, взаимосвязей между

компонентами природной среды, антропогенным воздействием на нее.

2. Свойств объектов. По косвенным признакам определяют скрытые

свойства отчетливо читающихся на снимке объектов. Чаще это относится к

объектам хозяйственной деятельности. Функциональный тип населенных

пунктов характеризуется наличием промышленных предприятий,

железнодорожной станции и т. д. Относительно крупные, вытянутой формы

здания, расположенные на окраине или вблизи сельского населенного пункта,

со сбитой растительностью вокруг них и сетью расходящихся от них прогонов,

служат косвенным признаком животноводческой фермы. Индикатором горно-

обогатительных предприятий оказываются отстойники – водоемы, имеющие в

плане близкую к правильной конфигурацию.

Интерпретировать изобразившийся на снимке объект можно по его

географической приуроченности, местоположению. Объект серповидной

формы в пойме реки – старица, а схожий объект в горах – скалы, выходы

коренных пород. Белые пятна на снимках горной территории – снежники, а в

пустынных районах – солончаки.

3. Индикаторы движения или изменения. Объекты-индикаторы динамики

позволяют выявить наличие движения или временных изменений по

материалам одной съемки. В некоторых случаях возможно установить не только

наличие движения, но и выявить его особенности. Примером могут служить

формы эолового рельефа – индикаторы направления ветра. Рисунок морен на

поверхности ледников обусловлен характером движения льда. Обычно

поверхностные морены представляют скопления обломочного материала в виде

полос, постепенно расширяющихся в направлении течения ледника и

повторяющих изгибы его языка. У пульсирующих ледников скорость движения

льда крайне неравномерна, в период подвижки (пульсации) она возрастает в

десятки раз, что может приводить к катастрофическим последствиям.

Косвенный дешифровочный признак такого характера движения льда –

наличие петель или резких изгибов в изображении поверхностных морен.

Роль косвенных дешифровочных признаков тем больше, чем мельче

масштаб снимков и больше охват территории.

При изучении динамики преимущества материалов аэрокосмических

съемок очевидны, что объясняется прежде всего их «первичностью» по

сравнению с картами и возможностью извлекать разную, необходимую

информацию.

Набор полученных в разное время аэрокосмических снимков определенной

территории чаще всего называют разновременными снимками.

Используя косвенные дешифровочные признаки, дешифровщик может

получить информацию о динамике по одиночному снимку. Серия

разновременных снимков предоставляет больше возможностей, так как

характеризует развитие, фиксируя на каждом одномоментном снимке его

определенные этапы. Методика дешифрирования разновременных снимков

специфична: она включает обработку как ряда разновременных снимков, так и

одиночных, входящих в него.

Способы изучения динамики территориальных комплексов и их элементов

путем сопоставления разновременных снимков многообразны, но могут быть

сведены к двум основным подходам: раздельному (последовательному) и

совместному (одновременному) дешифрированию снимков (рис. 2).

Раздельное, или последовательное, дешифрирование осуществляется

наиболее просто. Дешифровщик определяет на расположенных рядом

разновременных снимках идентичные объекты и выявляет изменения.

Сопоставляемые изображения могут быть представлены различными

материалами: снимками или картой и снимком. Преимущество этого способа

состоит в том, что не требуется предварительного геометрического

преобразования снимков – приведения их к одинаковому масштабу, к единой

проекции и системе координат.

Результатом раздельного сопоставления может быть или качественная

оценка произошедших изменений, или схемы дешифрирования.

Для получения количественных параметров или составления карты

необходимо совместить, «сложить» схемы дешифрирования разновременных

изображений. Геометрическим преобразованиям подвергаются именно они, т. е.

результаты дешифрирования с согласованными легендами.

Совместное, или одновременное, дешифрирование предполагает

совмещение двух или нескольких разновременных снимков. Применяемые

способы дешифрирования имеют одну общую черту: для их выполнения

необходимо предварительное геометрическое преобразование сопоставляемых

аэрокосмических материалов, приведение их к общему масштабу и проекции.

Результатом совместного дешифрирования могут быть и качественные

оценки, но обычно это карты или количественные показатели произошедших

изменений.

Основные методические приемы совместного наблюдения разновременных

снимков включают:

сложение собственно снимков, или изображений, полученных в

результате их яркостных преобразований, классификации;

сложение переходных карт, составленных по разновременным

аэрокосмическим данным;

стереоскопические наблюдения разновременных снимков

перемещающихся объектов.

Рис. 2. Схема основных способов дешифрирования разновременных

аэрокосмических снимков

Технологическая схема процесса дешифрирования

Качество результатов дешифрирования аэрокосмических снимков во

многом зависит от применяемых методик и технологических процессов.

И сх одн ы е м ат ери ал ы

Раздельное дешифрирование Совместное дешифрирование

Геометрическое согласование

Сложение снимков (синтез, анимация)

Анализ

изображения Качественная оценка изменений

Яркостные преобразования, классификация

Сложение

преобразованных

изображений

Дешифрирование отдельных снимков

Разновременны

е переходные

карты

Сложение

разновременных

карт

Анализ изображения

Создание

стереомодели

смещения

Дешифрирование

стереомодели

смещения

Карта изменений

Дешифрирование

разновременных

снимков

Качественная оценка изменений

Геометрическо

е согласование Сложение схем

дешифрирования

Схема

дешифриров

ания

Под технологией дешифрирования понимается совокупность средств и

приемов извлечения информации со снимков. Технологическая схема процесса

дешифрирования включает ряд операций (рис. 3).

При любой технологической схеме процесс дешифрирования начинается с

постановки общей задачи картографирования или исследования. Задача

ставится с учетом реальных возможностей получения материалов съемки,

наличия соответствующего оборудования, квалификации дешифровщиков и т. д.

В то же время поставленной задачей во многом определяется выбор средств и

методик извлечения информации.

Рис. 3. Технологическая схема процесса дешифрирования

Постановка задачи

Подготовительный этап

Требования к материалам

Выбор материалов съемки

Требования к условиям съемки

Получение материалов съемки

Оценка снимков

Ознакомление с территорией

Сбор дополнительных материалов

(литературных, картографических,

ведомственных)

Разработка легенды карты

Создание эталонов дешифрирования

Полевое дешифрирование Камеральное дешифрирование

Оформление результатов дешифрирования

При любой технологической схеме обязателен предварительный этап. Он

включает несколько процессов, первый из которых – подготовка съемочных

материалов. Фонд аэрокосмических материалов достаточно велик, поэтому

существует возможность выбрать снимки, подходящие по масштабу,

разрешению, регистрируемой области спектра, времени съемки и т. д. Наиболее

полно учесть условия поставленной задачи можно в случае, если есть

возможность провести специальную съемку, отвечающую предварительно

сформулированным требованиям. Эту часть работ завершает просмотр

полученных съемочных материалов, преследующий две основные цели: оценку

качества снимков и общее знакомство с территорией.

Сбор дополнительных материалов является необходимым звеном

подготовительного этапа процесса дешифрирования, в зависимости от

конкретных условий меняться может лишь объем собранных материалов,

предпочтение одному или другому виду источников. Дополнительные

материалы включают литературные источники, карты, ведомственные

материалы.

Сбор литературных источников и знакомство с ними имеют целью

получить сведения о географических особенностях территории, о существе

картографируемых или изучаемых объектов, специфике их изображения на

аэрокосмических снимках. Знание применявшейся ранее методики

дешифрирования сэкономит время и позволит избежать ошибок. Все эти

сведения можно получить из научной литературы, методических пособий и

справочников, сведения об объекте дешифрирования – из картографических

материалов:

государственные топографические карты;

тематические карты;

ведомственные картографические источники.

Наилучшим материалом являются карты масштаба, сопоставимого с

масштабом используемых снимков. При топографическом дешифрировании для

ознакомления с местностью используют топографические карты раннего

выпуска и некоторые тематические, а при тематическом дешифрировании –

наиболее современные топографические и тематические других масштабов и

тем.

Особое место при тематическом дешифрировании может быть отведено

ведомственным картографическим материалам:

при дешифрировании растительности – планам лесоустройства,

создаваемым в лесном ведомстве;

при почвенном и сельскохозяйственном дешифрировании – планам и

картам землепользования и почвенным картам, которые составляются широкой

сетью организаций сельскохозяйственного ведомства;

при изучении по снимкам рельефа береговой зоны морей можно

использовать навигационные карты, созданные и постоянно обновляемые

Гидрографической службой.

Очень полезными и даже необходимыми в некоторых случаях могут

оказаться ведомственные материалы некартографического вида: наблюдения

гидропостов, метеорологические данные, профили железных и шоссейных

дорог.

Необходимыми видами работ на подготовительном этапе являются

разработка легенды карты, которую предполагается составлять по снимкам, а

также создание эталонов (образцов) дешифрирования. В качестве последних

могут быть использованы материалы, полученные ранее: карты, отчеты и

результаты экспедиционных работ и т. д. Для их создания проводятся

специальные полевые работы.

Собственно дешифрирование выполняется или на местности (полевое

дешифрирование), или в лабораторных условиях (камеральное

дешифрирование).

Преимущество полевого дешифрирования состоит, прежде всего, в

высокой степени достоверности получаемых результатов (изучение местности

происходит на момент дешифрирования, а не съемки, что во многих случаях

очень важно, так как обеспечивает большую современность создаваемой

карты).

Недостаток полевого метода дешифрирования заключается в невысокой

производительности и очень высокой стоимости. Камеральное дешифрирование

требует значительно меньших затрат времени и труда, но при этом не может

обеспечить полноты и достоверности результатов, достигаемых при полевом

дешифрировании.

Выбор полевого или камерального метода дешифрирования или их

сочетания зависит от поставленной задачи, характера объекта дешифрирования,

географических условий территории, масштаба и точности создаваемой карты,

сроков выполнения работ, обеспеченности материалами, инструментами,

кадрами соответствующей квалификации.

В картографическом производстве и при выполнении исследовательских

работ приняты три типа технологической схемы процесса дешифрирования.

1. При одноэтапной схеме выполняется либо полевое, либо камеральное

дешифрирование. Так, только полевое дешифрирование проводится при

крупномасштабном топографическом картографировании городов, а только

камеральное – при изучении недоступных территорий, при мелкомасштабном

тематическом картографировании – на основе космической информации.

2. Применяются двух-, трехэтапные схемы. В этом случае процесс может

начинаться с полевого дешифрирования. В результате его проведения создаются

эталоны (образцы) дешифрирования, на основе которых на втором этапе

выполняется сплошное камеральное дешифрирование. Если территория и

объект дешифрирования хорошо знакомы исполнителям и в их распоряжении

много разнообразных съемочных и дополнительных материалов, которые

позволяют создать эталоны, целесообразно начинать с камерального

дешифрирования, а на последующем этапе – при полевом дешифрировании –

лишь заполнить возникшие пробелы. Такие технологические схемы

применяются как в топографическом производстве, так и при создании по

снимкам тематических карт крупных и средних масштабов.

3. При создании тематических карт в процессе изучения природных

ресурсов на основе космической информации применялись еще более сложные

многоэтапные схемы. Одна из них включает: предварительное камеральное

дешифрирование – маршрутное полевое – камеральное – полевой контроль –

окончательное камеральное, а другая содержит: полевое – камеральное – полевой

контроль и дополнительное полевое – окончательное камеральное

дешифрирование.

Заключительной процедурой в процессе дешифрирования является

оформление результатов. Конечная продукция может быть представлена в

разном виде, но чаще это оформленные в заранее согласованных условных

знаках или отдешифрированные снимки (обычно аэрофотоснимки или

производная от них продукция – фотоплан, фотосхема), или прозрачная пленка,

закрепленная на снимке (обычно космическом снимке), или распечатка на

принтере, если выполнялось дешифрирование с помощью компьютера.

Результат дешифрирования традиционно называют схемой дешифрирования.

Когда аэрокосмические данные включены в ГИС и, следовательно,

приведены к единой требуемой проекции, в результате дешифрирования

снимков может быть создана настоящая карта.

7.3.1. Полевое дешифрирование

Полевое дешифрирование заключается в сопоставлении изображения на

снимках (фотоплане, фотосхеме) с местностью, в результате чего опознаются

объекты и определяются их свойства. Полевое дешифрирование может быть

наземным или аэровизуальным.

Подготовительный этап при полевом дешифрировании включает все

вышеназванные процедуры, но главной является подготовка съемочных

материалов к выезду в поле. Начало этого этапа состоит в просмотре и

подготовке комплекта снимков, которые предстоит дешифрировать. По

возможности просмотр должен быть стереоскопический и с увеличением.

Подготовка съемочных материалов включает, прежде всего, определение

точного масштаба снимков: для аэроснимков равнинной территории – единого

для целого снимка или даже нескольких; для аэроснимков горной местности –

отдельно для долин, склонов и гребней хребтов. При площадной аэросъемке

съемочные маршруты прокладываются по направлению восток–запад (реже

север–юг) и нумеруются у северной рамки кадра, поэтому ориентировка снимков

по сторонам света практически известна. В случае маршрутной аэросъемки это

правило не действует, следовательно, требуется определить для снимков каждого

маршрута направление на север, сопоставляя с крупномасштабными картами.

Чтобы избежать пропусков или повторного дешифрирования на

перекрывающихся частях снимков выделяют рабочие площади. При

стандартном продольном перекрытии аэроснимков (60 %) можно использовать

не каждый снимок, а через один, особенно при дешифрировании местности, не

сильно насыщенной контурами. Границы рабочих площадей проводятся

посередине перекрывающихся частей снимков, причем небольшие населенные

пункты, дороги или границы, проходящие параллельно границам рабочих

площадей и т. п., стараются оставлять «неразрезанными» на одном из снимков.

Границы могут быть прямолинейными, если на снимках изображена равнинная

или всхолмленная территория. В горных районах общие точки на

перекрывающихся снимках выбирают по линиям перегиба склонов.

Перед выездом в поле снимки раскладывают по маршрутам, участкам,

трапециям для экономии времени при проведении работ и избежания серьезных

ошибок в случае перепутывания снимков.

В соответствии с поставленной задачей после просмотра и подготовки

снимков составляется предварительный вариант легенды. При

топографическом дешифрировании дополнительно создаются редакционные

указания, из которых исполнителям должно быть ясно, какие условные знаки

следует применять при изображении объектов данной местности.

7.3.2. Наземное дешифрирование

В зависимости от цели и масштаба картографирования наземное

дешифрирование может выполняться как сплошное, так и выборочное, или

маршрутное. При географических исследованиях, как правило, проводится

маршрутное дешифрирование, включающее описания, сбор образцов,

измерения, фотографирование на эталонных участках (станциях).

На предварительном этапе в результате знакомства с районом

исследований выявляются объекты или участки, неясные для исполнителя,

посещение которых обязательно, и составляется схема маршрутов. Маршруты

прокладываются с учетом дорожной сети, условий проходимости местности.

Считается, что в открытой местности дешифровщик может наблюдать полосу

шириной до 500 м, а в залесенной, с пересеченным рельефом не более 300 м.

Исключительно важно определение начальной точки маршрута. В

некоторых случаях (в таежных, горных малообжитых районах) это не совсем

простая задача, поэтому лучше начинать работу с надежной, однозначно

определяемой точки. При движении по маршруту нужно постоянно сличать

изображение на снимке с местностью.

Нанесение на снимок неизобразившихся объектов или точек наблюдений

(пробных площадок, шурфов и т. п.) наиболее точно и при минимуме затрат

времени выполняется с помощью новейших технологий – приемников

спутниковых систем определения координат: отечественной ГЛОНАСС или

GРS (США). В случае отсутствия GРS-приемников можно пользоваться

простыми и надежными способами: а) створов; б) промеров от магистрали; в)

линейной засечки. Расстояния в таких случаях измеряют рулеткой или

определяют с помощью шагомера.

При выполнении полевого дешифрирования полезно использовать

стереоскопическое наблюдение снимков. Простейшим приспособлением для

наблюдения снимков служат стереоочки.

7.3.3. Аэровизуальное дешифрирование

С появлением космических снимков аэровизуальное дешифрирование

стало внедряться в процесс картографирования и географических

исследований. Причиной является специфика снимков из космоса: более низкое

разрешение по сравнению с аэроснимками и большой охват территории.

В процессе аэровизуального дешифрирования возможно не только

опознавание объектов вдоль маршрута полета, но и посадки, во время которых

выполняются наземные наблюдения – описания, сбор образцов и т. д.

Аэровизуальное дешифрирование выполняется с борта вертолета или

легкого самолета. Выбор зависит от многих факторов, например, требуемой

детальности дешифрирования, необходимости и возможности совершать

посадки, стоимости летного часа.

На подготовительном этапе внимание уделяют разработке и согласованию

маршрутов, подготовке и систематизации съемочных материалов. Маршрут

полета и места посадок предварительно согласовываются с экипажем,

наносятся на карту или снимок, определяются также высота и скорость полета.

При высоких требованиях к детальности и насыщенной контурами

местности скорость полета не должна превышать 100 км/ч, а высота – 200–400

м. Такая высота полета обеспечивает визуальное распознавание объектов на

местности, сравнительно медленное перемещение местности в ближнем плане и

большой радиус обзора.

Организация работ приобретает в условиях полета особое значение:

вертолет пролетает в минуту около 2 км, следовательно, даже небольшой сбой

в наблюдениях приведет к пропуску объектов дешифрирования в ближнем

плане. Поэтому подготовке на земле всех материалов должно быть уделено

должное внимание. Аэровизуальное дешифрирование требует большого

напряжения, исключительной сконцентрированности исполнителей.

Определение местоположения объектов, не изобразившихся на снимках,

как и при наземном дешифрировании, выполняют с помощью приемников

спутникового позиционирования.

Фиксация результатов при аэровизуальном дешифрировании выполняется

на снимке или прозрачном пластике с использованием заранее согласованных

условных знаков. Возможна также нумерация отдешифрированных объектов

с комментариями, записанными на диктофоне или в полевом дневнике.

Обработка результатов дешифрирования (оформление, корректировка

или расшифровка неясных мест в записях) как при наземном, так и при

аэровизуальном дешифрировании должна выполняться в тот же день.

Несоблюдение этого правила может привести к потере очень важной

информации.

7.3.4. Камеральное дешифрирование

Камеральное дешифрирование заключается в распознавании объектов на

снимках в лабораторных условиях путем сопоставления изображения с

имеющимися эталонами и знаниями дешифровщика.

Отличительная особенность подготовительного этапа при камеральном

дешифрировании – должное внимание к сбору дополнительных материалов. От

знания характера территории и объекта дешифрирования, его связей с

компонентами природной среды или объектами хозяйственной деятельности

зависит качество результатов дешифрирования. Важны и другие

дополнительные материалы. Например, при дешифрировании некоторых

объектов, прежде всего элементов гидрографической сети и

сельскохозяйственной растительности, важно знать дату съемки, особенности

метеоусловий года съемки по сравнению со средними многолетними данными.

Чем разнообразнее собранные съемочные и дополнительные материалы, тем

надежнее результаты камерального дешифрирования.

Более высокие требования предъявляются при камеральном

дешифрировании к качеству съемочных материалов: детальности

(разрешению), контрасту. Условием повышения качества результатов

камерального дешифрирования служит наличие нескольких типов снимков,

полученных в разных участках спектра при различных условиях освещения в

разные сезоны года.

Процесс дешифрирования начинается с просмотра снимков по принципу

перехода от общего к частному: сначала общий просмотр, по возможности,

стереоскопический, затем изучение мелкоконтурных участков с увеличением.

Если используются космические снимки, при общем просмотре полезно

использовать топографические карты более крупного масштаба, что позволяет

быстрее распознать основные черты территории. В результате просмотра

должны быть уяснены общая географическая характеристика местности,

закономерности природно-территориальных или хозяйственно-

территориальных комплексов, после чего можно переходить к более детальному

анализу.

Порядок дешифрирования зависит от поставленной задачи, характера

местности, масштаба (детальности) снимков. В горных районах

дешифрирование начинается с рельефа, так как от высоты и ориентировки

склонов зависит распределение других природных компонентов –

растительности, почв, элементов снежно-ледникового комплекса. В сильно

обводненных районах (дельтах рек) более целесообразно сначала анализировать

гидрографическую сеть. Однако начинать дешифрирование с наиболее

значимых объектов удается не всегда, чаще распознавание начинается с

физиономичных (хорошо читаемых объектов). Так, при дешифрировании

ландшафтов анализируется нарезка, т. е. форма в плане сельскохозяйственных

полей. Она не имеет отношения к содержанию составляемой карты, но служит

косвенным признаком рельефа, которым обусловлен характер других

компонентов природно-территориальных комплексов. Как следствие, может

меняться и порядок дешифрирования объектов.

Принцип эталонного дешифрирования является основным при

камеральном дешифрировании. Чтобы распознать объекты на снимке,

необходимо знать, какими признаками обладает их изображение. В качестве

эталонов могут использоваться специально подготовленные аэроснимки, карты

части территории, как правило, тематические и более крупного масштаба, чем

дешифрируемые снимки, и результаты целенаправленно выполненных полевых

работ.

При географическом дешифрировании в качестве эталонов материалов

используют полевые наблюдения. На ключевых участках или маршрутах

собирается вся необходимая информация: описания, измерения, отбор образцов;

на снимке или карте фиксируется местоположение эталонных участков.

Например, при картографировании растительности в описании дается перечень

всех встречающихся видов и доля каждого из них в растительном покрове,

аспект доминирующих видов растений, проективное покрытие, цвет и

увлажненность почвы. В практике картографирования с применением

аэрокосмических снимков разработаны системы эталонирования, основанные

на постепенном переходе от наземных наблюдений к съемкам в несколько

«этажей», на каждом из которых масштаб снимков становится мельче.

В случае камерального дешифрирования космических снимков в качестве

эталонов наряду с аэроснимками используются крупномасштабные карты: при

дешифрировании породного состава лесов – планы лесоустройства, при

сельскохозяйственном дешифрировании – схемы размещения культур на год

съемки и т. д. В результате сопоставления эталонных карт со снимком

выявляются признаки объектов на изображении.

Камеральное дешифрирование по эталонам выполняется способом

географической интерполяции и экстраполяции.

Определенные закономерные связи между компонентами природной среды

существуют лишь в границах некоторого природно-территориального

комплекса. Если выявленные признаки экстраполируются на большую

территорию, в пределах которой встречаются несколько комплексов, надежность

признаков падает. Чтобы обеспечить достоверность и полноту

дешифрирования, на подготовительном этапе проводится районирование

территории. Эталонные участки выбираются в пределах выделенных районов и

в тех же границах экстраполируются выявленные дешифровочные признаки.

Чем полнее и точнее представлены на эталоне изучаемые объекты и их

свойства, тем достовернее результаты камерального дешифрирования.

Различают два метода камерального дешифрирования: визуальное и

автоматизированное. Под визуальным дешифрированием понимается процесс,

выполняемый исполнителем независимо от того, в каком виде представлен

снимок: в виде фотоотпечатков или изображения на экране компьютера, в

противоположность автоматизированному дешифрированию, т. е.

запрограммированной обработке снимков на компьютере или на специально

предназначенных для этого приборах.

При использовании цифровых снимков получило развитие визуальное

дешифрирование изображений на экране компьютера.

Преимущества визуального метода дешифрирования заключаются в

следующем:

в легкости получения пространственной информации. Дешифровщик

без труда определяет форму, относительные размеры объектов и особенности

их распределения;

в одновременном использовании всей совокупности дешифровочных

признаков, в особенности косвенных признаков. На современном этапе

развития компьютерных технологий такая задача не может быть решена;

в использовании способности человека извлекать из снимка

информацию не только об объектах и их свойствах, но и о процессах и явлениях

(недостижимы для компьютера логическое мышление и интуиция, которыми

обладает человек).

К преимуществам автоматизированного метода дешифрирования можно

отнести:

возможность преобразования яркостей цифровых снимков для

улучшения их восприятия, а также разнообразные математические операции

(операция наложения – оверлея);

обработка многозональных снимков;

сопоставление разновременных съемочных и картографических

материалов с целью изучения изменений объектов.

Таким образом, любой из рассмотренных методов имеет свои

преимущества и ограничения, поэтому в каждом конкретном случае в

зависимости от поставленной задачи, географических особенностей и

оптических свойств объекта изучения, имеющихся материалов и технических

средств предпочтение отдается одному из них или оба используются

параллельно.

7.3.5. Определение ландшафтов и их подсистем. Границы природных объектов

При ландшафтном методе дешифрирования аэрофотоснимков

используются природные свойства ландшафта, общие закономерности

структуры территории, которые позволяют выделять по аэрофотоснимкам

природные комплексы.

Ландшафт – генетически единая геосистема, однородная по зональным и

азональным признакам, включающая специфический набор сопряженных

локальных геосистем.

Свойства ландшафта:

генетическое единство природных территориальных комплексов

(фаций, урочищ, местностей и ландшафта в целом). Оно является наиболее

важным свойством ландшафта;

генетическая сопряженность компонентов ландшафта (вертикальная):

рельефа, отложений, почв, гидрологических объектов, растительности;

генетическая закономерная сопряженность элементов ландшафта

(горизонтальная): фаций, урочищ, местностей;

повторяемость природных территориальных комплексов внутри

ландшафта;

специфичность и сходство структуры одинаковых, генетически и

типологически близких различных морфоструктурных частей ландшафта

(фаций, урочищ, местностей).

Морфологические единицы ландшафта:

фация – наиболее простой природно-территориальный комплекс. В

пределах фации обнаруживается однородность природных условий, так как на

всем ее пространстве господствуют однородные микроклимат, горные породы,

формы рельефа, почвенная разность и элементарное биологическое сообщество

– биоценоз. Например: разнотравно-злаковый луг высокой поймы на

аллювиальной слоистой почве;

урочище – сопряженная система фаций, объединяемых общей

направленностью физико-географических процессов и приуроченных к одной

мезоформе рельефа на однородном субстрате. Например: высокая пойма

луговая, частично заболоченная на аллювиальных луговых и лугово-болотных

почвах;

местность – особый вариант характерного для данного ландшафта

сочетания урочищ. Например: асимметричная, фрагментарно-террасированная

долина р. Иня, луговая, окультуренная, частично залесенная и закустаренная на

аллювиальных луговых и лугово-черноземных почвах.

Принципы выделения местности:

1. по неодинаковой мощности рыхлых отложений;

2. по различиям морфологических и морфометрических характеристик

мезоформ одного генетического типа рельефа (на одном участке крупные

холмы, на другом – мелкие);

3. по различию площадных соотношений комплексов урочищ (на одном

участке заболоченность – 50 %, на другом – 80 %);

4. по наличию или отсутствию каких-то урочищ на определенном участке,

появлению урочищ из смежных ландшафтов;

5. по значительной площади распространения даже сравнительно

однородного комплекса урочищ (на десятки километров).

В процессе ландшафтной интерпретации территориальному анализу

подвергаются те процессы и факторы, которые приводят к возникновению и

пространственному обособлению природных территориальных комплексов.

При дешифрировании ландшафта необходимо учитывать не только мелкие его

подразделения – фации и урочища, но и в такой же степени местность и

ландшафт в целом.

Немаловажным является и выявление природных границ. Это наиболее

трудная и ответственная задача дешифрирования аэрофотоснимков. Границы на

аэрофотоснимках можно подразделить на две большие категории.

1. Природные границы, вызванные совокупным действием различных

факторов и компонентов среды (рельефом, гидрологическим режимом и т. д.).

Следует различать резкие или четкие границы (обрывы, уступы, контуры

водоемов, лесов и др.), постепенные, с плавным переходом (например,

суходольного луга в степь) и экотонные, когда характер перехода сопоставим с

самими размерами геосистем. Границы двух последних видов имеют

следующие основные признаки: мягкость и растушеванность (при совмещении

границ, например, осины заходят по границам ложбин на смежные плакорные

поверхности с сосняками), а также плавность и криволинейность с мягким

сопряжением линий (например, границы пойменных природных комплексов

правильно дугообразны, они повторяют форму стариц, гривок, береговых

валов).

Совмещенность границ компонентов ландшафта позволяет использовать

контуры и результаты ландшафтного дешифрирования в качестве основы

картографирования сопряженных компонентов: почв, растительности,

древостоев, типов леса, типов лугов и т. д.

2. Случайные временные границы образованы с действием разовых, чаще

антропогенных факторов, вызванных хозяйственной деятельностью человека.

Эти границы связаны с рубками, пожарами, косьбой и др. Антропогенные

границы прямолинейны, иногда в виде правильных геометрических фигур,

чаще прямоугольников и трапеций, а также имеют резкий, контрастный переход и

легко обнаруживаются на аэро- и космоснимках (пашни, сооружения и т. д.).

Важным качеством ландшафта является структура природных

территориальных комплексов: она необходима для выявления природных

комплексов по аэро- и космоснимкам.

Основным индикатором как элементов ландшафта, так и его компонентов

по аэро- и космоснимкам являются непосредственно сами структурные

единицы ландшафта, будучи более надежными признаками дешифрирования.

Например, характерный общий вид и структурный рисунок имеют местности и

ландшафты пойм рек, болотные урочища и местности, комплексы террас

различных уровней и т. д.

Различные урочища распознаются главным образом по характеру

пространственной структуры: набору составляющих их природных комплексов

(фаций, подурочищ), их морфометрии, характеру взаимного расположения.

По мере выделения более мелких и простых элементов ландшафта,

начиная с местностей, затем урочищ, подурочищ, фаций и их сочетаний

уменьшается (снижается) число природных комплексов на изучаемой

территории, причем выявление природных комплексов ландшафта в указанной

последовательности значительно сокращает вероятность ошибок опознания

фаций и их сочетаний.

Лучшим видом изучения структуры ландшафта является его

картографирование в различных масштабах. Рассмотрим масштабы

аэрофотосъемки.

1. Масштаб 1 : 1 000 000–1 : 200 000 применяется для выделения

ландшафтов и их групп – местностей и комплексов урочищ.

2. Масштаб 1 : 100 000–1 : 50 000 оказывается оптимальным для

выявления местностей, комплексов урочищ и крупных урочищ.

3. Масштаб 1 : 50 000–1 : 25 000 – для выявления урочищ и крупных

фаций и их сочетаний.

4. Масштаб 1 : 25 000–1 : 10 000 и крупнее – для картографирования фаций.

Дешифрирование структуры ландшафта ведется в несколько приемов с

последующим уточнением границ природных комплексов. Для общего

представления о структуре ландшафта желательно всю поверхность

аэрофотоснимка дешифрировать одновременно. В процессе картографирования

природных комплексов использовались топографические карты (рис. 4) и

материалы аэрофотосъемки (рис. 5). На их основе составлена ландшафтная

карта с условными обозначениями морфологических единиц (рис. 6).

Рис. 4. Фрагмент карты масштаба 1 : 25 000

Рис. 5. Аэрофотоснимок той же местности масштаба 1 : 20 000

Примечание. Изобразительные возможности снимка не использованы

Рис. 6. Фрагмент ландшафтной карты (на примере Здвинского района)

Условные обозначения

А. ОПИСАНИЕ МЕСТНОСТИ:

- равнина плоская, преимущественно луговая, частично залесенная,

местами болотистая;

- равнина волнистая, значительно расчлененная с гривами,

преимущественно луговая, заболоченная по террасе р. Баган, по гривам

остепненная, местами распахана, мозаичнозалесенная;

Б. ОПИСАНИЕ УРОЧИЩ:

- водные акватории;

- равнины плоские луговые, преимущественно распаханные, частично

заболоченные;

- комплекс долинных луговых и заболоченных урочищ, значительно

дренированных и расчлененных понижениями;

- плоскоравнинные, занятые солонцово-солончаковыми комплексами;

- равнины плоские, степные мозаичнозалесенные;

- низинные болота с болотными и лугово-болотными почвами;

- холмистые останцы, преимущественно распаханные на черноземах и

лугово-черноземных почвах

I

II

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ И ПОВТОРЕНИЯ

1. Топографическая карта и ее элементы.

2. Разграфка и номенклатура топографических карт. Масштабный ряд

карт.

3. Топографические условные знаки: свойства и назначение.

4. Аэрокосмоснимки, их свойства.

5. Классификация и способы получения космоснимков.

6. Виды, методы и способы дешифрирования аэрокосмических

изображений.

7. Информационные возможности аэрокосмических изображений.

8. Определение ландшафтов и их подсистем.

9. Тематическое дешифрирование. Спектральные характеристики

растительности, почв и т. д.

10. Обоснование оптимального выбора спектральных диапазонов для

различных видов тематического дешифрирования.

ЧАСТЬ III. УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА ПО КУРСУ «ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ»

8. ОСНОВНЫЕ УПОТРЕБЛЯЕМЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

8.1. Цели и задачи учебной практики

Полевая учебная практика по ландшафтоведению проводится с целью

практического закрепления теоретических (лекционных) и практических

(аудиторных) занятий студентов специальности 020804 «Геоэкология».

Студенты получают навыки выделения в природных условиях

морфологических единиц ландшафта – природно-территориальных комплексов

(ПТК) низшего ранга. Практика проводится на учебном полигоне СГГА,

который расположен в пределах долины р. Иня, включающей луговые,

остепненные, залесенные, закустаренные и культурные элементарные

геосистемы (фации). На бортах долины имеются выходы скальных пород.

Прилегающие к долине водоразделы поросли березовым лесом. Хорошо

выражены уступы высокой поймы, первой (I) надпойменной и частично второй

(II) надпойменной террас. Зональный тип почв на водоразделах – темно-серые и

серые лесные почвы с признаками слабого оподзоливания. На склонах

фрагментарно встречаются черноземы выщелоченные и оподзоленные, в долине

– лугово-черноземные, луговые, аллювиальные слоистые и примитивные

пойменные почвы. Все изложенное можно считать основанием для заключения,

что учебный полигон СГГА является классическим, достаточно комплексным

природно-антропогенным образованием (в таксономическом ранге

морфологических единиц ландшафта – местность).

В процессе прохождения учебно-полевой практики студенты-геоэкологи

должны получить следующие навыки:

1) оформления и ведения полевого дневника;

2) выделения морфологических единиц ландшафта: фаций – урочищ –

местностей в природных условиях, хорошо освоить основные критерии при их

выделении;

3) ориентирования на местности, используя крупномасштабные

аэрофотоснимки;

4) проведения элементарных глазомерных расчетов высот, расстояний,

углов, уклонов, используя горный компас, рулетку, шагомер, выверенные пары

шагов;

5) закладки ландшафтно-геохимических профилей на местности;

6) составления и представления отчетных материалов.

Период прохождения практики – 10–14 дней, форма проведения –

побригадная (по 3 бригады в каждой группе). Отчетные материалы

представляет каждая бригада.

8.2. Природные географические компоненты

Природные географические компоненты это «то из чего и при

взаимодействии чего друг с другом происходит формирование геосистем»:

1) массы твердой земной коры (породы, грунты);

2) массы гидросферы (природные воды);

3) воздушные массы атмосферы (воздух);

4) биота (растения, грибы, животные, микроорганизмы);

5) почвы;

6) климат – многолетний режим погоды на какой-либо территории,

компонент условный, традиционно узаконенный, так как представляет свойства и

процессы, происходящие в воздушной оболочке, а не конкретное природное

тело;

7) рельеф – внешняя форма земной коры; компонент условный,

традиционно узаконенный, так как характеризует не самостоятельное

природное тело.

Ландшафтообразующие факторы – энергетические воздействия («то, что

делает»). Основные внешние факторы I порядка: солнечная энергия, внутренняя

энергия Земли, деятельность человека.

Природно-территориальный комплекс (ПТК) – пространственно-

временная система географических компонентов, взаимообусловленных в своем

размещении и развивающихся как единое целое. Более широкий термин

«геосистема» обозначает также географическую и ландшафтную оболочки в

целом.

Ландшафт – генетически единая геосистема, однородная по зональным и

азональным признакам и заключающая в себя специфический набор

сопряженных локальных геосистем, например, Сокурско-Инской

северолесостепной (зональный признак) холмисто-увалистый (азональный

признак) ландшафт. Очевидно, он включает и подсистемы более низких

регионов (местности, урочища, фации) (см. часть I).

8.3. Географическая структура ландшафта

1. Взаимное расположение составных частей (фаций, урочищ, местностей) –

горизонтальная или латеральная пространственная связь – каркас геосистем.

2. Способ соединения частей (взаимосвязи между компонентами) –

вертикальная или компонентная связь геосистем.

3. Упорядоченность смены состояний во времени (суточная, сезонная,

годовая, многолетняя динамика).

Долина речная – отрицательная форма рельефа, формирующаяся под

воздействием речных вод.

Терраса речная – часть речной долины, образованная деятельностью реки:

а) размывающей (эрозионная), б) аккумулирующей (аккумулятивная). Более

древняя терраса приурочена к борту долины. При смене эрозионных и

аккумулятивных процессов формируются эрозионно-аккумулятивные террасы

(смешанные или цокольные). В направлении, перпендикулярном от русла реки к

борту ее долины, выделяют низкую пойму, постоянно заливаемую в половодье и

паводки; высокую пойму – периодически заливаемую, первую, вторую, третью

и т. д., надпойменные террасы, которые редко или совсем не заливаются при

современных условиях гидрологического режима.

Элементы речных террас следующие.

Тело – все отложения, сформировавшие террасу.

Поверхность – сторона от края террасы (тылового шва) до уступа.

Бровка – место перегиба поверхности террасы к ее уступу в сторону ниже

расположенной террасы.

Уступ – элемент террасы от ее бровки к тыловому шву ниже

расположенной террасы.

Тыловой шов – место сочленения террасы с выше расположенным уступом

террасы или бортом долины.

Верховодка – временный (обычно сезонный) водоносный горизонт,

формирующийся в зоне аэрации на линзах и пластах слабопроницаемых пород,

например, в процессе интенсивной фильтрации снеготалых и дождевых вод.

Воды грунтовые – подземные воды, залегающие на первом от поверхности

земли выдержанном водоупоре, дренируемые местным базисом эрозии.

Воды поверхностные – морские, речные, озерные, болотные, ледниковые.

Воды подземные – в широком смысле все воды, находящиеся ниже

поверхности земли.

Воды почвенные – воды, находящиеся в почве под влиянием сил

молекулярного притяжения.

Кайма капиллярная (зона капиллярного насыщения) – граничный участок

между зоной аэрации и зоной насыщения (уровнем грунтовых вод). При

вскрытии не иссушается.

Базис эрозии – поверхность, на уровне которой водный поток (река, ручей)

теряет свою живую силу и ниже которой не может углубить свое ложе.

Ландшафтная катена – цепочка закономерно сменяющих друг друга

морфологических единиц ландшафта от водораздела вниз по склону до

ближайшего водотока.

Почва – естественноисторическое тело, центральное звено ландшафта

формируется при взаимодействии природных компонентов под управлением

ландшафтообразующих факторов за определенное время.

8.4. Почвенные горизонты

Почвенные горизонты бывают:

• поверхностные:

Ао (О) – лесная подстилка или лесной войлок;

Ат – оторфованный, гумусово-аккумулятивный со значительным (до

35 % по массе) содержанием органического вещества, обычно

водонасыщенный;

Ад – дернина;

А1 (А) – гумусовый;

Апах – пахотный;

• подповерхностные:

А2 (E) – элювиальный, осветленный, белесый;

B – иллювиальный и трансформированный (подразделяется на В1, В2,

В3 и др.);

G – глеевый – в гидроморфных почвах постоянного избыточного

увлажнения;

• подпочвенные:

C – материнская (почвообразующая) горная порода;

D – подстилающая горная порода.

8.5. Мощность почвы и отдельных почвенных горизонтов

Мощность почвы – распространение почвы вглубь от поверхности до

грунта слабозатронутого процессами почвообразования; практически

определить сложно ввиду постепенного перехода почвы в почвообразующую

породу; почвенные горизонты обычно выделяются более четко, но часто

образуют сложные переходы – затеки в ниже лежащие горизонты в виде

заклинов, языков, карманов по морозобойным трещинам и трещинам усыхания,

фациально замещающим разностям грунтов и др.

8.6. Границы почвенных горизонтов

По степени перехода границы почвенных горизонтов визуально

выделяются по одному из параметров: цвету, грансоставу, плотности, структуре

и др. Также бывают: резкие, четкие (доли мм); ясные (до 1 см); постепенные,

или размытые (примерно 3–5 см); очень постепенные (границу можно выделить

лишь условно).

По форме границы перехода бывают ровные, волнистые, с затеками,

заклинами, карманами и др.

8.7. Гранулометрический состав почв и грунтов

Гранулометрический состав почв и грунтов – массовое соотношение

(обычно вес в процентах) твердых частиц разной крупности. Визуальные

определения грансостава:

валуны (окатанные) и камни (угловатые) размером более 20 см, по

некоторым классификациям – более 10 см;

булыжник, галька (окатанные), щебень (угловатый) – от 4 до 20 см (10

см);

гравий (окатанный), хрящ, дресва (угловатые) – от 2 мм до 4 см

(крупный – 2–4 см, средний – 1–2 см, мелкий – от 4 мм до 1 см, очень мелкий

2–4 мм);

песок – несвязные частицы (песок грубый – 1–2 мм, крупный – 0,5–1

мм, средний –0,5–0,25 мм, мелкий – 0,1–0,25 мм, тонкий – 0,05–0,1 мм);

супесь – скатывается в шарик, овальные зачатки шнура 2–3 мм;

суглинок легкий – шнур 2–3 мм дробится при раскатывании;

суглинок средний – скатывается в шнур 2–3 мм, при свертывании в

кольцо рассыпается;

суглинок тяжелый – шнур 2–3 мм скатывается в кольцо с трещинами,

иногда распадается при одной трещине.

глина – шнур 2–3 мм скатывается в кольцо практически без трещин.

8.8. Цвет почв и грунтов

Существует цифровая цветовая шкала. Визуально выделяют основные

цвета:

А1 – черный, темно-серый, серый, светло-серый, коричневый и др.;

Е – белесый, пепельный, светло-серый, белый;

В – серовато-бурый, серо-бурый, темно-бурый, буровато-серый, желтый,

оранжево-желтый, буровато-желтый; палевый, красный, ржавый (разная

степень ожелезнения); белый или с разными оттенками белесоватости

(карбонатный – вскипает от HCl, гипсовый) и др.;

G – серый, сизый, зеленоватый, голубовато-зеленый и другие дают

закисные формы железа.

8.9. Структура почв и грунтов

Выделяют формы и размеры структурных отдельностей (агрегатов,

комков), на которые распадается почва. Различают три основные типа

структуры по ориентировке осей структурных отдельностей (табл. 9):

1) кубовидная (равномерное развитие структуры по трем

взаимоперпендикулярным осям);

2) призмовидная (развитие структуры по вертикальной оси);

3) плитовидная (развитие структуры по горизонтальной оси).

Часто структуру визуально определить затруднительно, поэтому

применяют сложные слова для названия, например: ореховато-комковатая,

зернисто-мелкоореховатая и др.

Сложение почвы – внешнее выражение плотности и пористости.

Визуально различают:

очень плотные (карбонатные, сухие) – нож в почву не входит, даже

пробу на мазок отобрать сложно;

плотные (нож входит на глубину до 1 см);

уплотненные (нож входит с усилием на глубину до 3 см);

рыхлые (нож сравнительно легко входит на глубину до 5 см и более).

Сложение рассыпчатое – рассыпаются в процессе проходки разреза.

Различают и по величине пор, в мм:

тонкопористое (d < 1);

пористое (1 < d < 3);

губчатое (d < 5);

ноздреватое или дырчатое (пустоты 5 < d < 10);

ячеистое (пустоты > 10);

трубчатое (ходы землероев).

Таблица 9. Типы структуры почв и грунтов

Подтип Род Ребро куба Характеристика

Кубовидная

Глыбистая

Комковатая

Пылеватая

крупноглыбистая

мелкоглыбистая

крупнокомковатая

комковатая

мелкокомковатая

> 10 см

5–10 см

3–5 см

1–3 см

0,5–1 см

< 0,5 см

Грани и ребра выражены

нечетко, агрегаты плохо

оформлены

Ореховатая

Зернистая

крупноореховатая

ореховатая

мелкоореховатая

крупнозернистая

зернистая (крупитчатая)

мелкозернистая

(порошистая)

> 10 мм

7–10

5–7 мм

3–5 мм

1–3 мм

0,5–1 мм

Грани и ребра четко

выражены, агрегаты ясно

оформлены

Призмовидная

Столбовидная крупностолбовидная

столбовидная

мелкостолбовидная

> 5 см

3–5 см

< 3 см

Грани и ребра нечетко

выражены, малооформлены

Столбчатая

Призматическая

крупностолбчатая

столбчатая

мелкостолбчатая

крупнопризматическая

призматическая

мелкопризматическия

карандашная

> 5 см

3–5 см

< 3 см

> 5 см

3–5 см

1–3 см

< 1 см

Грани и ребра четко

выражены

Плитовидная

Плитчатая сланцеватая

плитчатая

пластинчатая

листоватая

> 5 мм

3–5 мм

1–3 мм

< 1 мм

Чешуйчатая скорлуповидная

грубочешуйчатая

мелкочешуйчатая

> 3 мм

1–3 мм

< 1 мм

По величине трещин сложения различают:

тонкотрещиноватые (d < 3);

трещиноватые (3 < d < 10);

щелеватые (d > 10).

Влажность почвы – визуально различают грунт:

сухой (на ощупь влага не фиксируется);

слабо влажный (свежий – влага ощущается по холодку при

дотрагивании пальцами);

влажный (влага ощущается явственно);

мокрый (вода выступает между частицами почвы и грунта).

Из физико-механических свойств почвы, которые можно определить

визуально, следует выделить:

• пластичность – это способность почвы и грунта в определенном

интервале влажности под воздействием внешних сил изменять свою форму с

сохранением новой приданной формы (способность к формированию и лепке).

Пластичность связных грунтов (суглинков, глин) можно характеризовать по

консистенции:

твердая (грунт не деформируется);

полутвердая (грунт изгибается);

тугопластичная (грунт с трудом разминается пальцами);

мягкопластичная (грунт легко разминается пальцами, как пластилин);

текучепластичная (грунт растекается);

• липкость почвы – свойства влажной почвы прилипать к другим телам.

Например:

очень липкая – не отлипает от лопаты без чистки ножом;

липкая – с трудом отлипает от лопаты после встряски;

слабо липкая – прослеживается прилипание к лопате, но грунт

стряхивается легко;

нелипкая – не прилипает к лопате;

• набухание – увеличение объема почвы при увлажнении;

• новообразования в почвах – выцветы, налеты, корочки, примазки,

присыпки, трубочки, конкреции, стяжения, пятна, потеки: карбонаты Ca и Mg,

гипс, окисные формы Fe, Al, Mn, кремнекислота, гумусовые вещества;

новообразования биологического происхождения – червоточины, капролиты

(экскременты дождевых червей – мелкие комочки);

• включения – органические и минеральные образования, не связанные с

процессом почвообразования; включение костей, обломков горных пород,

раковин моллюсков, предметов антропогенного происхождения (мусор, кирпич,

стекло, уголь, пластмасса, полиэтиленовые пакеты и бутылки) и др.

По наличию корней можно выделить почвы:

очень густое переплетение – дернина;

густо пронизаны;

среднего содержания;

с включениями корней (тонких, древесных и др.).

Таким образом, при описании почвенных разрезов следует придерживаться

следующего порядка:

1) гранулометрический состав;

2) цвет;

3) структура;

4) сложение;

5) влажность, пластичность, липкость;

6) включения;

7) новообразования;

8) характер перехода почвенного горизонта.

Описание почвенного разреза смотри далее, в разд. 9.4.

9. ПОРЯДОК ПРОХОЖДЕНИЯ ПРАКТИКИ

9.1. Общие организационные вопросы

К учебной полевой практике по ландшафтоведению допускаются только

студенты, сдавшие экзамен за теоретический курс «Ландшафтоведение».

1 день – организационный; повторения основных понятий из курса

«Ландшафтоведение» и смежных дисциплин (аудиторные занятия).

2 день – выезд на учебный полигон СГГА, получение навыков заложения

разрезов и профилей наблюдений и ведения записей в полевом дневнике на

характерной комплексной точке.

3–7 день – работа бригад по намеченным ландшафтным катенам: закладка,

подробное описание и засыпка почвенных разрезов (до 10), ландшафтных

точек, отрисовка контуров фаций, урочищ и разработка легенды к карте и

ландшафтно-геохимическому профилю; отбор проб поверхностных и

грунтовых вод на анализ, образцов почв и грунтов на водную вытяжку (один

разрез).

8–10 дни – определение химического состава поверхностных и грунтовых

вод, водных вытяжек из почв.

11–13 дни – составление отчета по практике.

14 день – защита отчета на кафедре.

9.2. Основные теоретические положения практики

При составлении ландшафтной карты участка в масштабе 1 : 2 000 следует

помнить следующее.

1. ПТК ранга «ландшафт» един по зонально-азональным признакам,

следовательно, должен быть расположен в одной подзоне, на однородном

фундаменте и представлен одним типом рельефа.

2. При разработке легенды для ландшафтной карты следует

придерживаться следующих примерных параметров:

пространственные (латеральные) размеры ландшафта от десятков до

сотни км, площадь до 1–5 тыс. км2;

вертикальная мощность до первого грунтового водоупора (в первых 10

м); для местности соответственно единицы – десятки км, 1–100 км2; до 10 м;

для урочища (и подурочища) – сотни тысяч метров; 0,05–1 км2; до 3–7

м (уровень грунтовых вод);

для фации – метры – десятки, до сотни метров; до сотен м2; до 1–2 м

(мощность почвенного покрова).

1. Исходя из изложенного, на отчетной ландшафтной карте следует

выделить местности (в пределах одного ландшафта), урочища, подурочища

(комплексы близких фаций) и лишь отдельные редко обособленные фации

(овражные, уступов террас и др.), чтобы избежать мозаичности и пятнистости

выделов. В этом случае при контурах от 1 мм до 1см карта получает

«лоскутный» облик и, как говорится, из-за деревьев не будет видно леса.

2. Критерии для выделения:

ландшафта – основные зонально-азональные признаки;

местности – тип морфологии рельефа (водораздельные, долинные);

урочища – мезоформа рельефа с сопряженной системой фаций и

однонаправленными процессами (терраса, пойма, склон и т. д.);

подурочище – система близких фаций в пределах одного урочища;

фация – предельно однообразный низший таксон, фиксируется прежде

всего по растительной ассоциации (биоценозу).

Примерная легенда к ландшафтной карте полигона

Ландшафт – Сокурско-Инской северолесостепной холмисто-увалистый.

Местность А – холмисто-увалистое междуречье с чередованием

лиственных лесов и остепненных лугов, преимущественно на серых лесных

почвах.

Урочище I. Правый борт долины р. Иня, в основном остепненный с

выходами скальных пород и маломощными серыми лесными почвами.

Фации:

березовый разнотравный лес в верхней части правого борта долины р.

Иня, на серых лесных почвах;

остепненный луг в средней части правого борта долины р. Иня на

серых лесных маломощных щебнистых почвах;

разнотравный луг в нижней части правого борта долины р. Иня на

лугово-лесных почвах;

скалистые с фрагментами с фрагментами степного разнотравья.

Местность В – ассиметричная, фрагментарно террасированная долина р.

Иня, луговая, окультуренная, частично залесенная и закустаренная на

аллювиальных, луговых и лугово-черноземных почвах.

Урочище II. Вторая надпойменная терраса р. Иня, пологонаклонная,

освоенная, луговая, частично залесенная.

Фации: комплекс (подурочище):

окультуренные, на большей части поверхности террасы, занятые

постройками и дачными посадками на лугово-лесных почвах;

фрагменты березовых лесов на лугово-лесных почвах;

луговые на пологом уступе террасы на лугово-лесных почвах.

Урочище III. первая надпойменная терраса р. Иня, слабоволнистая,

пологонаклонная, преимущественно освоенная на лугово-черноземных почвах.

Фации:

окультуренные на большей части поверхности террасы, занятые

постройками, дачными посадками и отдельными группами деревьев на лугово-

черно-земных почвах;

луговые остепненные уступа террасы;

осыпные подножья уступа террасы, частично поросшие разнотравьем;

овражные, фрагментарно поросшие луговым разнотравьем;

остепненный луг в днище балки на примитивной аллювиальной почве;

фрагменты березового леса в днище балки на примитивной

аллювиальной почве.

Урочище IV. Высокая пойма р. Иня, плоская, поросшая луговым

низкотравием, значительно освоенная на аллювиальных слоистых и луговых

почвах.

Фации:

окультуренные поверхности высокой поймы, занятые постройками,

дачными посадками на аллювиальных слоистых почвах;

луговые низкотравные поверхности высокой поймы на аллювиальных

слоистых почвах;

слабозаболоченные осоково-разнотравные мелкие понижения на

луговых почвах;

незадернованного обрывистого уступа высокой поймы;

осыпные, подножья уступа террасы, частично поросшие луговым

разнотравьем.

Урочище V. Пойма р. Издревинка, слабоволнистая, в основном поросшая

ивой, частично освоенная на аллювиальных слоистых почвах.

Фации:

окультуренные поверхности поймы, занятые постройками, дачными

посадками на аллювиальных слоистых почвах;

ивовые с густым разнотравьем прирусловой части поймы на

аллювиальных слоистых почвах;

слабозаболоченные злаково-разнотравные понижения на луговых

почвах.

Урочище VI. Низкая пойма р. Иня щебнисто-каменистая, луговая,

заболоченная, частично поросшая ивой, в основном на скелетных

аллювиальных почвах.

Фации:

ивовые на луговых и лугово-болотных почвах, заболоченных, овально

вытянутых вдоль русла понижения;

луговые на скелетных аллювиальных почвах;

каменистые на выходах скальных пород;

болотистые разнотравно-осоковые на лугово-болотных почвах.

9.3. Основные средства и способ выполнения работ

Каждая бригада должна иметь следующие средства: аэрофотоснимок

учебного полигона; общую тетрадь для ведения полевого дневника, ручки,

карандаши; горный компас, секундомер, лопату, рулетку.

Порядок выполнения исследования.

1. Наметить ландшафтно-геохимический профиль через наиболее

характерные геосистемы долины р. Иня (для каждой бригады свой профиль).

2. Замерить азимут направления профиля, наметить точки описаний и

проходки шурфов; таких точек должно быть не менее 10.

3. Описания в полевом дневнике начать с начальной точки профиля и

далее последовательно по возрастанию номеров точек по схеме, изложенной в

разделе (описание почв обязательно должно сопровождаться наложением

мазков из каждого почвенного горизонта в полевой дневник).

4. Расстояние до точек промерить рулеткой или выверенной парой шагов,

в последнем случае желательно не менее чем тремя студентами; за искомое

брать среднеарифметическое значение.

5. Шурфы копать до глубины 1–1,5 м, с расчетом, что основная стенка, по

которой ведется описание, должна быть освещена солнцем; ширина шурфа не

менее ширины плеч, описывающих разрез; у стены, противоположной для

удобства отбора проб и описаний, должно быть две ступеньки; после описания

разреза и отбора образцов шурф обязательно засыпать, чтобы избежать

случайного травмирования людей и животных.

6. На оборотной стороне полевого дневника зафиксировать интервалы

отобранных образцов.

Пример. На точке 2 (Т. 2) отобраны насыпные образцы в мешочки для

определения водной вытяжки из почв в интервалах:

2–15 см – 2 образца;

15–30 см – 2 образца;

30–60 см – 4 образца.

1. Основную рабочую стенку шурфа тщательно зачистить, отбор образцов

произвести с нижних горизонтов, чтобы избежать осыпания стенки

посторонним по отношению к конкретному горизонту материалом.

2. Описание растительности дать упрощенное, например: злаково-разно-

травный луг, луговое низкотравье. Наиболее характерные травянистые растения

полностью отбирать в гербарий с корнями, 1–2 на точку.

9.4. Оформление полевого дневника и описание точек

1) На обложке общей тетради, если она бумажная, делается надпись

тушью или шариковой ручкой с нерасплывающейся пастой: вверху – «СГГА», в

центре – «Дневник полевых работ учебной практики по ландшафтоведению»,

ниже указывается шифр группы и номер бригады, справа в столбик

записываются фамилии и инициалы членов бригады, фамилия бригадира

пишется первой; если обложка тетради коленкоровая или иная плотная, то

делается наклейка (этикетка) из белой нелинованной бумаги соответствующим

же образом; размер наклейки 10 × 10 см (рис. 7).

2) На первой странице тетради делаются следующие записи.

Маршрут № 1.

Проходит: на учебном полигоне Сибирской государственной

геодезической академии по профилю: русло р. Иня – низкая пойма – высокая

пойма – правый борт долины.

Сроки: 16–26 июня

Цель: приобретение профессиональных навыков для составления

крупномасштабной ландшафтной карты, построения ландшафтно-

геохимического профиля по комплексному физико-географическому описанию

точек по ходу маршрута.

Погода: 16 июня переменная, днем (13.00–13.30) шел кратковременный

моросящий дождь (далее после описания точек каждого дня оставляют место в

2–3 строки для краткой характеристики погоды в следующие дни; это

необходимо, поскольку изменяется влажность почв и грунтов, их цвет в

зависимости от выпадения дождей и степени освещенности разрезов и др.).

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия»

ДНЕВНИК

ПОЛЕВЫХ РАБОТ

учебной практики

по ландшафтоведению

гр. Э-21, бригада № 3

Состав бригады:

Иванова В.А. – бригадир

Архипов Ю.И.

Козырев Н.П.

Лукова В.Н.

Стасов И.С.

Новосибирск

2008

Рис. 7. Пример оформления дневника полевых работ

1) Далее по линии маршрута ведут комплексное описание точек

наблюдений и прилегающей к ним территории. В дневнике с левой стороны

листов оставляют или отчерчивают поля примерно 2 см шириной.

Разрабатывают условные обозначения для описания компонентов ландшафта,

например:

– описание реки;

ГМ – описание рельефа;

– описание растительности (не обязательно только лесной);

– расчистка уступа;

– шурф.

2) Пример описания точек (дается на одной стороне листа). Т. 1

ГМ,

Река Иня на участке учебного полигона СГГА в 220 м восточнее

железнодорожного моста. Ширина русла на день обследования 55 м,

максимальная глубина в точке 1,2 м, скорость течения 0,5 м/с, дно каменистое,

берега пологие. Русло слабоизвилистое, встречаются временные песчано-

щебнистые острова-осередки, поросшие ивой. По линии маршрута долина реки

асимметричная – левый берег пологий, постепенно переходит в борт долины,

порос ивой и березой. Правая часть долины террасированная, прослеживаются

низкая и высокая поймы, в основном луговые, частично поросшие ивой, I и II

подпойменные террасы, в основном занятые постройками и дачными участками.

Правый борт долины крутой, в основном занят разнотравным остепненным

лугом, в верхней части залесен; прослеживаются выходы скальных пород.

Т. 2

ГМ,

Низкая пойма р. Иня в 5 м от русла реки, ширина еѐ в точке 10–12 м.

Заболоченный низкотравный луг с очень скудной растительностью (осочки).

Шурфом в точке вскрыто:

Aд Дернина

0–2 см.

Мазок

А1

почвы 2–

15 см

Суглинок легкий опесчаненный, буровато-серый, с сизоватыми пятнами

оглеенного иловатого суглинка, мелкокомковатой структуры, уплотненный,

влажный, густо пронизан корнями трав, вблизи подошвы горизонта тонкая (1–2

мм), серовато-желтая опесчаненная прослойка; переход постепенный по цвету,

структуре, граница волнистая.

АВ

15–32 см

Суглинок легкий опесчаненный, серовато-бурый, мелкокомковой структуры,

уплотненный, влажный, с охристыми пятнами ожелезнения; встречается мелкий

щебень алевролитов, песчаников и глинистых сланцев; пронизан корнями трав,

переход четкий по цвету и грансоставу, граница слабоволнистая.

Мазок С

почв 32–

60 см

Песок тонкий светло-серый, оглиненный, бесструктурный, но со слабыми

проявлениями слоистости, с сизоватыми пятнами оглеения и ржавыми пятнами

ожелезнения, с блестками гидрослюд, рыхлый, мокрый; встречаются обломки

ракушек, мелкого щебня описанных выше пород, с 55 см щебень преобладает; с

60 см – вода; почва примитивная, аллювиальная, слоистая.

Т. 3

ГМ

В 10 м от Т. 2. Уступ высокой поймы, обрывистый, незадернованный, в

основании уступа осыпавшийся грунт. Высота уступа от тылового шва низкой

поймы 2,2–2,5 м. Поверхность высокой поймы выше уступа равная, поросла в

точке луговым низкотравием (подорожник, одуванчик, белый клевер).

Произведена расчистка уступа. Вскрыто:

Aд Дернина прочная

0–5 см.

Мазок А1

почвы 5–

10 см

Супесь светлосерая с буроватым оттенком, комковато-плитчатой структуры,

прослеживается заметная слоистость, уплотненная, слабовлажная, пронизана

тонкими корнями трав, переход постепенный по грансоставу и цвету, граница

ровная, хорошо прослеживается слоистость.

Мазок

ВС1

почвы

10– 36 см

Песок тонкий, буровато-серый, плитчатый, хорошо прослеживается слоистость,

заметно уплотнен, слабовлажный, но более увлажнен, чем горизонт А1,

пронизан корнями трав, с включениями обломков мелких пресноводных

ракушек, с многочисленными блестками гидрослюд; переход четкий, граница

ровная.

Мазок

Апог.

почвы

36–120 см

Погребенная почва – суглинок легкий черный, комковато-плитчатой структуры,

уплотненный, влажный, с тонкими корнями трав, блестками гидрослюд. Почва

аллювиальная слоистая.

9.5. Простейшие замеры с помощью горного компаса, секундомера и рулетки

Простейший горный компас монтируется в пластмассовую прямоугольную

коробку. Имеется два лимба. Градуировка верхнего лимба через 2о, запад (З) и

восток (В) переставлены местами для удобства отсчета азимутов направлений

маршрута (азимутов простираний пород). (Отсчет можно снимать сразу при

наведении на точку следования). Нижний лимб угломерный (цена деления также

2о), для замера углов падения пород и углов наклона ровного ската. Фиксатор

стрелки и отвеса единый. На коробке имеется уровень и фиксатор эклиметра.

Эклиметр расположен на обратной, широкой плоскости коробки корпуса.

Эклиметр также используется для замера углов от уровня глаза при помощи

отверстия наведения в верхней части коробки корпуса; с его противоположной

стороны имеется перекрестие из двух тонких проволочек. Одна боковая сторона

компаса (правее) наклонная с линейкой 10 см, деления через каждый мм.

Секундомер используется для определения скорости течения реки, дебита

родников и скважин и т. д. Рулетка обычно 10 или 20 м, гибкая, не

металлическая, используется непосредственно для замеров небольших

расстояний или для расчета пар шагов, которые затем применяются при замере

значительных расстояний между точками следования.

1. Замер скорости течения реки. На берегу ровного участка реки

рулеткой отмеряется расстояние в 10–20 м. Затем подготавливается хорошо

заметный, но достаточно мобильный поплавок (кусок дерева, ветка без

отростков, доска и др.). Поплавок забрасывают на стрежень – участок с

наибольшим течением реки – выше первой точки замера расстояния. В момент,

когда поплавок оказывается напротив первой точки, перпендикулярно линии

замера на берегу, включается секундомер. Когда поплавок достигнет второй

точки, секундомер останавливается. Затем замеренное расстояние на берегу

делится на показание секундомера. Получают значение скорости в м/с. Замеры

проводят не менее 3 раз, и среднее арифметическое значение будет наиболее

вероятным.

На широких реках можно использовать проплывающие доски, деревья,

ветки, дождавшись их приплытия к пунктам намеченных точек замера.

2. Замер ширины реки. На берегу реки намечается точка А таким образом,

чтобы перпендикулярно линии вдоль берега реки (АВ) был заметный ориентир

на противоположном берегу (С). Расстояние от точки А до точки В промеряется

рулеткой. Замеряется угол СВА (рис. 8). Тогда ширина реки АС = АВ . tg СВА.

Удобнее всего на берегу реки отмерить такое расстояние, чтобы угол СВА = 45о.

Тогда прямоугольник будет равнобедренный и отмеренное на берегу расстояние

АВ будет равно ширине реки АС.

3. Замер высот уступов террас. Производится таким же путем, как при

замере ширины реки. На бровке уступа ширины террасы ставят человека,

близкого по росту к замеряющему. Замеряющий отступает от края уступа до тех

пор, пока угол по перекрестию, наведенному на глаза стоящего на уступе

человека, станет равняться 45о. Тогда расстояние, замеренное рулеткой от ног

замеряющего к подошве уступа, будет равно высоте уступа. Этот редкий случай

применяется в случае, когда невозможно прямое измерение высоты с помощью

рулетки (острые неоднородные выходы скальных пород, завалы деревьев и др.).

Отобрать пробу воды на химический анализ (две пробы).

Рис. 8. Измерение ширины реки по замеренному расстоянию на берегу

реки и углу на ориентир

9.6. Построение ландшафтно-геохимических профилей и составление ландшафтной карты

1. На основании полевых описаний на миллиметровой бумаге строится

ландшафтно-геохимический профиль в горизонтальном простирании с

указанием азимутов направлений и расстояний между точками (в масштабе

1 : 2 000) и вертикальном разрезе в выбранном масштабе, чтобы можно было

обозначить почвенные горизонты окраской и штриховкой (цвет и

гранулометрический состав); название почвенных разновидностей приводится

под каждой точкой.

2. На аэрофотоснимке учебного полигона хорошо выделяются разные

элементы ландшафта: река, уступы террас, выходы скальных пород, овраги,

балки, залесенность, освоенность и др. Для составления ландшафтной карты

следует провести тщательный анализ полевых точек описания совместно с

аэрофотоснимком и разработать легенду к карте. Например, урочища выделить

045

В

С

А

река

145

45

0

0

tgАСАВ

при

tgАВАС

жирными границами и обозначить римскими цифрами, фации обозначить

тонкими линиями и арабскими цифрами и задать фон с определенной гаммой

цветов (зеленые – лесные, желтые – остепненные, голубоватые – луговые, светло-

зеленые – кустарниковые, серые – примитивные, без растительности;

коричневые – овраги и др.); к комплексу «фации – подурочище» те же условные

знаки, что и для фаций. На аэрофотоснимках светло-серый фон соответствует

лугам, серый – участкам, поросшим ивой и заболоченным, более темный

«кудреватый» – лесам, черный – оврагам и т. д. (см. рис. 5).

9.7. Оформление отчетных материалов и их защита

По завершении исследований составляется отчет.

I. Объем текста – 15 страниц нелинованной белой бумаги рукописного,

компьютерного или машинописного текста, включая таблицы, мелкую графику,

список использованных источников.

Структура текста следующая.

1. Введение (место прохождения практики, ее цель) 1 стр.

2. Общая физико-географическая характеристика

территории (климатические особенности, рельеф, геологическое

строение, гидрография, гидрология, почвы, растительность,

экологические условия)

5 стр.

3. Описание морфологических единиц ландшафта (по

составленной ландшафтной карте и ландшафтно-геохимическим

профилям)

6 стр.

4. Заключение (ландшафтно-экологическое состояние

территории)

2 стр.

5. Список использованных источников (не менее 3) 1 стр.

6. Итого 15 стр.

II. Приложение. Ландшафтная карта в масштабе 1 : 2 000 и ландшафтно-

геохимические профили (2 профиля).

III. Полевой дневник.

Все материалы вкладываются в картонную папку, на ней производится

аккуратная надпись (лучше включить компьютерный текст): «Отчет по учебной

ландшафтной практике» – крупными буквами в центре папки. Слева надпись:

«гр. – Э-21», «бригада № 3» и перечисление членов бригады (фамилии и

инициалы); бригадир в списке указывается первым, фамилия подчеркивается.

Справа подпись: «проверил», указывается фамилия преподавателя. Сверху

папки надпись "Министерство образования и науки Российской Федерации,

Федеральное агентство по образованию, ГОУ ВПО «Сибирская государственная

геодезическая академия»". Внизу – Новосибирск, год прохождения практики

(оформление аналогично оформлению полевого дневника, см. на рис. 8).

Оформленные отчетные материалы от каждой бригады представляются к

защите. Обязательно должно быть оговорено участие каждого члена бригады в

оформлении отчета. На защиту отводится 20 мин. Процесс защиты проходит в

присутствии всей группы и преподавателя, проводившего практику, при

участии преподавателя кафедры. С устным докладом может выступить любой

член бригады, уполномоченный коллективом. Вопросы могут быть заданы

всеми присутствующими на защите и отнесены к любому члену бригады. В

случае, если кто-либо из членов бригады не покажет необходимого уровня

знаний, зачет ему не ставится. Пересдача индивидуальная.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение ландшафтоведения как одной из профилирующих дисциплин

способствует формированию мировоззрения будущих геоэкологов.

Использование знаний этого предмета позволяет исследовать как прикладные,

так и фундаментальные аспекты природопользования.

Ландшафтоведение из раздела физической географии трансформировалось

в самостоятельную науку и дало начало развитию прикладного

ландшафтоведения, представленного рядом отраслевых направлений. Среди

них следует отметить геохимию ландшафта, геофизику ландшафта и

биогеоценологию, изучающую биологические аспекты геосистем. По аналогии

ландшафтоведение можно было бы назвать биологией ландшафта, или

биотикой (А.Г. Исаченко, 1991). Развивается ландшафтная архитектура как

особое направление, обеспечивающее гармоничное слияние архитектурных

объектов с окружающей местностью (Ф.Н. Мильков, 1964). Как особый раздел

медицинской географии обозначилось медицинское ландшафтоведение

(Воронов, Мильков, 1966; Гвоздецкий, 1979). Применение ландшафтно-

индикационного подхода способствовало становлению агроэкологического

направления, разработке принципов адаптивно-ландшафтного земледелия и т. д.

В целом знание основ ландшафтоведения необходимо для решения

следующих задач:

разработка стратегического плана развития регионов и их частей;

оперативное решение проблем чрезвычайных ситуаций;

кадастровая оценка земель;

организация комплексного мониторинга;

обоснование целевых научных программ;

планирование съемочных работ разного назначения;

осуществление природоохранных мероприятий;

планирование хозяйственной деятельности на местном уровне после

крупномасштабных ландшафтных исследований;

экологическая оценка территорий с выходом на прогноз

функционирования геосистем при различных естественных и антропогенных

воздействиях;

формирование ГИС регионального и муниципального уровней;

дальнейшее усовершенствование картографического материала;

разработка лекционных курсов с целью формирования экологического

сознания населения;

формирование комплексного представления о природных условиях

территорий;

развитие ландшафтно-геохимических методов поисков полезных

ископаемых;

обоснование законодательно-регламентирующей деятельности;

обеспечение инвестиционной привлекательности территорий,

активизации инновационной деятельности;

рекреационная оценка территорий;

развитие прогнозных методов физико-географических исследований.

Для ландшафтного картосоставления используется современные ГИС-

технологии и компьютерные программы, что наряду с методами

дистанционного зондирования территорий значительно ускоряет и

совершенствует исследовательские и оценочные работы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Андронников, В.Л. Аэрокосмические методы изучения почв / В.Л.

Андронников. – М.: Колос, 1979. – 280 с.

2. Берг, Л.С. Природа СССР / Л.С. Берг. – М.: Географиздат, 1955. – 494 с.

3. Беручашвили, Н.Л. Методы комплексных физико-географических

исследований / Н.Л. Беручашвили, В.К. Жучкова. – М.: МГУ, 1997. – 319 с.

4. Викторов, С.В. Ландшафтная индикация и ее практическое применение

/ С.В. Викторов, А.Г. Чикишев. – М.: МГУ, 1990. – 199 с.

5. Гаврилюк, Ф.Я. Полевое исследование и картирование почв / Ф.Я.

Гаврилюк. – М.: Высш. шк., 1963. – 235 с.

6. Голованов, А.И. Ландшафтоведение / А.И. Голованов, Е.С. Кожанов,

Ю.И. Сухарев. – М.: Колос, 2005. – 215 с.

7. Григорьев, А.А. Типы географической среды / А.А. Григорьев. – М.:

Мысль, 1979. – 467 с.

8. Добровольский, В.В. Лабораторные работы по географии почв с

основами почвоведения / В.В. Добровольский. – М.: Просвещение, 1973. –

143 с.

9. Елизарова, Т.Н. Почвоведение / Т.Н. Елизарова, В.А. Казанцев. –

Новосибирск, 1998. – 148 с.

10. Исаченко, А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое

районирование / А.Г. Исаченко. – М.: Высш. шк., 1991. – 366 с.

11. Исаченко, А.Г. Методы прикладных ландшафтных исследований / А.Г.

Исаченко. – Л.: Наука, 1980. – 222 с.

12. Калесник, С.В. Краткий курс общего землеведения/ С.В. Калесник. –

М.: Географиздат, 1957. – 264 с.

13. Косыгин, Ю.И. Человек. Земля. Вселенная / Ю.И. Косыгин. – М.: Наука,

1995. – 335 с.

14. Кравцова, В.И. Космические методы исследования почв / В.И.

Кравцова. – М.: Аспект Пресс, 2005. – 190 с.

15. Крауклис, А.Л. Проблемы экспериментального ландшафтоведения /

А.Л. Крауклис. – Новосибирск: Наука, 1979. – 232 с.

16. Лабутина, И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков/ И.А.

Лабутина. – М.: Аспект Пресс, 2003. – 184 с.

17. Ландшафтно-интерпретационное картографирование/ отв. ред. А.К.

Черкашин. – Новосибирск: Наука, 2005. – 423 с.

18. Методика полевых физико-географических исследований / под. ред.

А.М. Архангельского. – М.: Высш. шк., 1972. – 303 с.

19. Мильков, Ф.Н. Ландшафтная сфера Земли / Ф.Н. Мильков. – М.: Мысль,

1970. – 209 с.

20. Николаев, В.А. Ландшафтоведение / В.А. Николаев. – М.: МГУ, 2000. –

93 с.

21. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман. – М.: Высш.

шк., 1975. – 341 с.

22. Преображенский, В.Е. Ландшафтные исследования / В.Е.

Преображенский. – М.: Наука, 1966. – 126 с.

23. Преображенский, В.Е. Основы ландшафтного анализа / В.Е.

Преображенский. – М.: Наука, 1988. – 192 с.

24. Реймерс, Н.Ф. Природопользование / Н.Ф. Реймерс. – М.: Мысль,

1990. – 638 с.

25. Сочава, В.Б. Введение в учение о геосистемах / В.Б. Сочава. –

Новосибирск: Наука, 1978. – 319 с.

26. Сочава, В.Б. Ландшафт и фитоценозы: рефераты научно-исследова-

тельских работ 1945 г. / В.Б. Сочава. – М.; Л.: Отд. биологических наук АН

СССР, 1947. – С. 19–20.

27. Урманцев, А.Е. Опыт аксиоматического построения общей теории

систем / А.Е. Урманцев // Системные исследования: ежегодник. – М.: Наука,

1972. – С. 128–152.

28. Чапек, В.Н. Экономика природопользования / В.Н. Чапек. – М.: ПРИОР,

2000. – 208 с.

29. Черныш, В.И. Введение в экологическую кибернетику / В.И. Черныш. –

М., 1990. – 568 с.