Классификация фаций по местоположениям и режимам миграции химических элементов.

При классификации фаций необходимо, очевидно, исходить из таких критериев, которые имеют определяющее значение в формировании фаций и универсальный характер, т.е. применимы если не ко всем, то к подавляющему большинству ландшафтов, притом это должны быть некоторые устойчивые

признаки фации. Этим условиям отвечает местоположение как элемент орографического профиля. Как известно, важнейшие различия между фациями обусловлены их положением в ряду сопряженных местоположений. Фации закономерно сменяют друг друга по профилю рельефа на общем зональноазональном фоне данного ландшафта. Поэтому важно установить основные типы местоположений, которым в условиях каждого конкретного ландшафта должны соответствовать определенные типы фаций. Еще в 1906 г. Г. Н. Высоцкий предложил различать четыре типичных местоположения схематического орографического профиля(в равнинных условиях): 1) водоразделы и склоны с отдаленным

уровнем грунтовых вод (плакоры), 2) ложбина на водораздельной поверхности («нагорная. ложбина»), 3) нижние части склонов с близким уровнем грунтовых вод и 4) понижения с выходами грунтовых вод.

В 1938 г. Л. Г. Раменский разработал более подробную классификацию. Он различал прежде всего два главных типа местоположений. материковые, лежащие вне пойм и не затопляемые полыми водами, и пойменные. Первые подразделяются, в свою очередь, на верховые (с пятью подразделениями) и низинные (с четырьмя подразделениями). В основу выделения дробных подразделений положены источники водного питания (атмосферное, натечное, грунтовое) и условия стока, а также возможность смыва почвы в связи с положением в профиле рельефа. Впоследствии Б. Б. Полынов, развивая идеи геохимии ландшафта, подошел к

классификации элементарных ландшафтов (т.е. фаций) исходя из оценкиусловий миграции химических элементов. В основе его классификации также

лежит идея сопряженности фаций в закономерном ряду местоположений,

причем в качестве главного фактора, как и у Л. Г. Раменского, выступает

водное питание и сток. Б. Б. Полынов различал три большие группы

элементарных ландшафтов. элювиальные, супераквальные и субаквальные.

Элювиальные фации располагаются на приподнятых водораздельных

местоположениях, т.е. на плакорах, где грунтовые воды лежат настолько

глубоко, что не оказывают влияния на почвообразование и растительный

покров. Вещество попадает сюда только из атмосферы (с осадками, пылью),

расход же его осуществляется путем стока и выноса вглубь нисходящими

токами влаги. Следовательно, расход вещества должен превышать его приход.

При таких условиях происходит выщелачивание верхних горизонтов почвы и

образование на некоторой глубине иллювиального горизонта.

В связи с непрерывным смывом почвенных частиц почвообразовательный

процесс постепенно все глубже проникает в подстилающую породу,

захватывая все новые ее части. В течение длительного времени, измеряемого

геологическими масштабами, здесь образуется мощная кора выветривания, в

которой накапливаются остаточные химические элементы, наименее

поддающиеся выносу. Растительность в условиях элювиальных фаций должна

вести борьбу с непрерывным выносом минеральных элементов. Борьба двух

противоположных процессов. захвата элементов растительностью и выноса

их из почвы нисходящими растворами. составляет характерную особенность

элювиальных фаций, и «способностью растительности захватывать

минеральные элементы объясняется тот факт, что даже среди водораздельных

почв исключительно влажных стран отсутствуют абсолютно выщелоченные

по отношению к какому-либо элементу» 1.

Супераквальные (надводные) фации формируются в местоположениях с

близким залеганием грунтовых вод, которые поднимаются к поверхности в

результате испарения и выносят различные растворенные соединения. По этой

причине верхние горизонты почвы обогащаются химическими элементами,

обладающими наибольшей миграционной способностью (наиболее яркий

пример. солончаки). Кроме того, вещество может поступать сюда за счет

стока с вышележащих элювиальных местоположений.

Субаквальные (подводные) фации образуются на дне водоемов. Материал

доставляется сюда главным образом стоком. Аналог почвы. донный ил

нарастает снизу вверх и может быть не связан с подстилающей породой. В

илах накапливаются элементы, наиболее подвижные в данных условиях.

Организмы представлены особыми жизненными формами. Подводные

местоположения резко отличаются от наземных по условиям минерализации

органических остатков, и вместо гумуса здесь образуются сапропели.

Группа верховых (по Л. Г. Раменскому), или элювиальных.. Раменский относит к этой группе

местоположения, питаемые мало минерализованными водами атмосферных

осадков, а также натечными («делювиальными») водами поверхностного

стока; грунтовые воды лежат здесь глубоко (как правило, глубже 3 м) и

практически недоступны растениям. В пределах этой группы выделяются

следующие типы:

а) плакорные, или собственно элювиальные, к которым в наибольшей мере

относится характеристика Б. Б. Полынова, приведенная выше; это

водораздельные поверхности со слабыми уклонами (1. 2°), отсутствием

сколько-нибудь существенного смыва почвы и преобладанием атмосферного

увлажнения;

б) трансэлювиальные (по М. А. Глазовской) верхних, относительно крутых (не

менее 2. 3°) склонов, питаемые в основном атмосферными осадками, с

интенсивным стоком и плоскостным смывом и значительными

микроклиматическими различиями в зависимости от экспозиции склонов;

в) аккумулятивно-элювиальные (по М. А. Глазовской), или верховые западины

(по Л. Г. Раменскому),. бессточные или полубессточные водораздельные

понижения (впадины) с затрудненным стоком, дополнительным водным

питанием за счет натечных вод, частым образованием верховодки, но

грунтовые воды остаются еще на значительной глубине;

г) проточные водосборные понижения и лощины. аналогичные

предыдущим, но со свободным стоком;

д) элювиально-аккумулятивные, или трансаккумулятивные (по М. А.

Глазовской), делювиальные (по К. Г. Раману). нижних частей склонов и

подножий, с обильным увлажнением за счет стекающих сверху натечных вод,

нередко с отложением делювия.

Группа низинных (по Л. Г. Раменскому), или супераквальных (по Б. Б.

Полынову), местоположений характеризуется близостью грунтовых вод,

доступных растениям (не глубже 2. 3 м). Сюда входят следующие основные

типы:

е) ключевые (фонтинальные по К. Г. Раману), или транссупераквальные (по М.

А. Глазовской), в местах выхода грунтовых вод,

1 А. И. Перельман предложил термин «автономные элементарные ландшафты», однако автономность

элювиальных ландшафтов, т.е. их независимость от надводных и подводных («подчиненных» по А. И.

Перельману), весьма относительна.

а также притока натечных вод, с проточным увлажнением, обычно с

дополнительным минеральным питанием (за счет элементов, содержащихся в

грунтовых водах);

ж) собственно супераквальные. слабосточные понижения с близким

уровнем грунтовых вод, обусловливающим заболачивание или засоление.

Группа пойменных местоположений (з), промежуточная между

супераквальными и субаквальными Б. Б. Полынова, отличается регулярным и

обычно проточным затоплением во время половодья или паводков и,

следовательно, переменным водным режимом. Пойменные фации отличаются

исключительной динамичностью и большим разнообразием в зависимости от

микрорельефа, продолжительности поёмности и т.д.

Изложенная схема может служить в качестве некоторого общего ориентира и

должна конкретизироваться в зависимости от характера ландшафтов, с учетом

высотной амплитуды между крайними членами ряда, разнообразия экспозиций

и форм склонов, состава почвообразующих пород и других местных

особенностей.

Миграции хим. элементов

Контрастность местоположений и фаций создает предпосылки для развития

многосторонних латеральных внутриландшафтных связей. Основные потоки, в

том числе перемещение влаги, обусловлены действием силы тяжести. С

движением воды связана миграция химических элементов в сопряженных

рядах фаций. вынос элементов из одних, транспортировка в других,

аккумуляция в третьих фациях. Но межфациальные связи не сводятся к

одностороннему воздействию вышерасположенных фаций на

нижерасположенные. Так, эрозионная сеть дренирует фации междуречий,

понижая уровень грунтовых вод; микро- и мезоклиматическое влияние

водоемов распространяется на прибрежные геосистемы; благодаря миграциям

организмов осуществляется обмен между геосистемами, который не

подчиняется законам гравитации.

Кроме элементарных геосистем. фаций различаются некоторые другие

системы локального уровня, представляющие последовательные ступени

интеграции фаций (геохоры по терминологии Э. Неефа и В. Б. Сочавы).

Плакорные (элювиальные, автономные) фации,

для которых единственным источником привноса вещества служат

атмосферные осадки и пыль, как правило, характеризуются резким

преобладанием выходных потоков над входными. Переходные (транзитные,

трансэлювиальные) склоновые фации, при наличии интенсивных сквозных

потоков, могут в той или иной степени приближаться к равновесному

состоянию. Что касается фаций подчиненных (супераквальных,

гидроморфных, аккумулятивных), то для них наиболее типично преобладание

локальных входных потоков вещества, они часто служат «геохимическими

ловушками», аккумулирующими многие элементы.

Абиогенные потоки вещества по своим масштабам сильно уступают

биогенным. Суммарный вынос твердого материала реками Земли примерно на

порядок меньше ежегодной продукции живого вещества на суше (в сухой

массе), а суммарный ионный сток. в 70 раз меньше. Если рассмотреть эти

соотношения по основным элементамбиофилам, то контраст окажется еще

более значительным. Вынос фосфора с ионным стоком в 1000 раз меньше его

потребления организмами, азота. в 150, углерода. в 100, калия. в 12 раз;

в биологическом круговороте участвует также больше магния, кальция,

алюминия, кремния, чем в выходном ионном потоке. По некоторым элементам

(например, сера) величины близки, явное преобладание выходных абиогенных

потоков наблюдается по элементам, токсичным для большинства организмов

. хлору (в 40 раз), натрию, фтору и др.

№17. Крупномасштабное ландшафтное картографирование и методика полевых описаний фаций.
Предисловие
Современная подготовка квалифицированных ландшафтоведов-экологов предполагает обязательное овладение ими дистанционными методами исследования. Съемка Земли из космоса стала в наши дни одним из важнейших информационных источников о природных и природно-антропогенных ландшафтах, их динамике и экологическом состоянии. Новые методы породили новое научное направление – космическое ландшафтоведение.
Учебный курс “Космическое ландшафтоведение” имеет целью ознакомление студентов с основами методологии и методикой ландшафтной интерпретации космических снимков (КС), получения с их помощью оперативной ландшафтно-экологической информации для решения научных и прикладных задач. Помимо лекций, курс включает достаточно объемные практические занятия, в ходе которых студенты должны овладеть навыками ландшафтного дешифрирования КС, космического ландшафтного картографирования и физико-географического районирования.
К 5-тому году обучения студентами должны быть усвоены общие научные знания и элементарные приемы аэрокосмических географических исследований. Учебная программа предыдущих лет включает соответствующие дисциплины. В связи с этим в настоящем курсе главное внимание сосредоточено на специальных – ландшафтных и ландшафтно-экологических проблемах дистанционного изучения Земли.

Введение
Дистанционные методы в становлении и развитии ландшафтной географии. Аэрофотосъемка в исследованиях локальных ландшафтных структур и крупномасштабном ландшафтном картографировании. Значение космического зондирования Земли для информационного обеспечения выхода ландшафтоведения на региональные и планетарные рубежи.
Космическая съемка и проблемы создания региональных геоинформационных систем.
Определение космического ландшафтоведения как научного направления. Объект, предмет и метод дистанционного исследования.

I. Средства и способы съемки Земли из космоса
Транспортные средства, используемые для космических исследований Земли. Современные космические носители: искусственные спутники Земли (ИСЗ), автоматические межпланетные станции (АМС), пилотируемые космические корабли (ПКК), пилотируемые орбитальные станции (ПОС).
Типы и высота космических орбит. Их предназначение для различных видов дистанционного зондирования Земли.
Основные виды космических съемок Земли. Применяемая съемочная аппаратура.

II. Космические снимки Земли
Классификация КС по технологии получения и спектральному диапазону. Разделение КС по масштабу, обзорности и разрешению. Многозональная космическая съемка.
Предварительная обработка и преобразование космических изображений. Коррекция, трансформация, увеличение КС. Синтезирование цветных изображений на многозональной основе. Квантование. Цветное кодирование.
Специфика использования КС различных типов в региональных ландшафтных исследованиях и физико-географическом районировании.

III. Космические снимки – пространственно-временные ландшафтные модели
КС – интеграционные модели природных и природно-антропогенных геосистем. Иерархичность (многоярусность) ландшафтных структур, моделируемых из космоса. Сопряженность пространственной и временной информации на КС: ландшафтные структуры, состояния, динамика, антропогенные изменения.
Познавательные функции КС как научных моделей: заместительная, аппроксимационная, экстраполяционная, трансляционная, эвристическая. Специфические отличия космических моделей от географических моделей иного типа. Соотношение объективного и абстрактного, онтологического и гносеологического на КС и географических (в том числе ландшафтных) картах.

IV. Научно-методические основы ландшафтного дешифрирования космических снимков
Объекты ландшафтного дешифрирования, их геосистемная размерность. Ландшафтное разрешение КС различных масштабов. Ландшафт как узловая единица дешифрирования региональных космических изображений.
Прямые и косвенные признаки дешифрирования. Роль ландшафтной индикации в космическом ландшафтоведении.
Сопряженное дешифрирование локальных и региональных ландшафтных структур.
Ландшафтные рубежи на КС; линеаменты, экотоны.
Оптические свойства природных и природно-антропогенных геосистем, их изменчивость в пределах электромагнитного спектра. Спектральная отражательная способность объектов ландшафтных исследований. Коэффициенты интегральной и спектральной яркости.
Состояния геосистем и соответствующая изменчивость их оптических свойств. “Мерцание” ландшафтных структур на разновременных КС. Понятие о спектральном образе как специфическом признаке ландшафтного дешифрирования по многозональным КС.
Геометрические свойства ландшафтных объектов: форма, размер, рисунок изображения. Типы ландшафтных рисунков на КС. Их индикационное значение для познания генезиса ландшафтов, современных естественных и антропогенных процессов.
Ландшафтное эталонирование КС.

V. Анализ региональных ландшафтных структур по материалам многозональной космической съемки
Прямые и косвенные признаки дешифрирования различных классов (равнинных, горных) и типов (тундровых, лесных, степных, пустынных) ландшафтов с использованием черно-белых многозональных КС и синтезированных цветных. Автоморфные и гидроморфные геосистемы, междуречья и долины на КС.
Выбор оптимальных спектральных зон космической съемки для анализа неоднородных ландшафтных структур.
Оптимальные сезоны (подсезоны) космической съемки таежных, степных, пустынных и других типов ландшафтов.
Космическая интерпретация антропогенных изменений природной среды. Признаки дешифрирования сельскохозяйственных земель, лесных вырубок, городов и других населенных пунктов, транспортных артерий и т. п.

VI. Дистанционные исследования ландшафтной динамики
Использование одномоментных КС в ландшафтно-динамических исследованиях. Пространственно-временные сопряжения ландшафтных структур и приемы эргодического анализа в целях динамического дешифрирования.
Сопоставительный анализ КС и географических карт различной давности.
Систематическая многовременная космическая съемка как основа дистанционного слежения за динамикой ландшафтов. Сопоставительный анализ разновременных КС.
Аэрокосмические исследования: а) сезонных (подсезонных) состояний и природных ритмов геосистем; б) динамических трендов и многолетних флуктуаций; в) деструктивных и восстановительных сукцессий.
Антропогенная динамика ландшафтов по данным космической съемки.
Дистанционное слежение за процессами обезлесения, опустынивания, деградации почвенного покрова, загрязнения водных объектов и воздушного бассейна. Районы экологического бедствия на КС. Космический ландшафтно-экологический мониторинг.

VII. Космическое ландшафтное картографирование и физико-географическое районирование
КС – адекватная по геосистемной размерности информационная основа для средне- и мелкомасштабного ландшафтного картографирования.
Методика космического ландшафтного картографирования. Соотношение полевых маршрутных и ключевых исследований с камеральным дешифрированием. Использование дополнительных картографических и литературных материалов.
Космическое картографирование современных ландшафтов. Ландшафтные космофотокарты. Карты структуры и переменных состояний ландшафтов. Ландшафтно-динамические карты.
Агроландшафтное картографирование по материалам космической съемки.
Физико-географическое районирование по материалам космической съемки. Приемы интеграции и дифференциации ландшафтных структур по КС в целях районирования. Поиск и ранжирование природных рубежей – зональных и азональных.
Физико-географическое районирование на космофотокартах. Наполнение карт районирования ландшафтно-структурным содержанием.

Заключение
Вклад космического ландшафтоведения в теорию и методологию ландшафтной географии и ландшафтной экологии.
Значение дистанционного ландшафтно-экологического мониторинга для решения проблем рационального природопользования и организации природной среды. Научно-методические перспективы космического ландшафтоведения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: