Ландшафтная индефикация

Содержание:

1) Термин «ландшафтная  индикация»;

2) История развития ландшафтной индикации;

3) Виды ландшафтной индикации:

А) Индикация почв (педоиндикация)

Б) Индикация горных пород (литоиндикация)

В) Индикация глубины залегания и степени минерализации грунтовых вод (гидроиндикация)

Г) Индикация многолетних мерзлых толщ (геокриологическая индикация);

Д) Индикация полезных ископаемых;

Е) Индикация засоление (галоиндикация).

4) Ландшафтные индикаторы:

А) Комплексные и частные;

Б) Прямые и косвенные;

5) Экстраполяция индикационных закономерностей;

6) Физиономичность ландшафтов;

7) Применение ландшафтной индикации;

8) Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Термин  «ландшафтная индикация»

 

Ландшафтная индикация - совокупность методов оценки состояния природно-территориальных комплексов (ПТК), отдельных их компонентов и протекающих в них процессах по легко доступных для непосредственного наблюдения компонентам или аэрофотоснимкам.

Теорию и методику ландшафтной  индикации разрабатывает раздел ландшафтоведения - индикационное ландшафтоведение. С позиций индикационного ландшафтоведения любой ландшафт может быть рассмотрен как ярусная система. Верхний ярус его – эктоярус – образован физиономическими компонентами, участками открытой почвы, поверхностью водоемов и следами деятельности человека. Эктоярус может быть беспрепятственно наблюдаем при маршрутных исследованиях и изображается на аэрофотоснимках. Нижний ярус - эндоярус - образован деципиентными (т.е. скрытыми от непосредственного наблюдения) компонентами, грунтовыми водами, различными горизонты почв, грунты, антропогенными нарушениями, не определяемыми визуально и т.д. Цель ландшафтной индикации – использование эктояруса для познания различных деципиентных компонентов.

Ландшафтная индикация широко применяется при почвенной и геологической съемке, поисках полезных ископаемых, при гидрогеологических и инженерно-геологических исследованиях. Преимущественные районы применения – Средняя Азия, Казахстан, север Сибири, Карелия, запад Русской равнины. В последние годы чаще используется в экологических исследованиях, работах природоохранного направления. Широко используя данные дистанционного зондирования, индикация находит практическое применение через картографирование природной среды и ресурсов – как тематическое, так и комплексное. Составление индикационных карт санкционировано методическими руководствами.

 

 

 

 

2.История  развития ландшафтной индикации

 

Индикационные идеи начали развиваться еще в глубокой древности. Возникновение представлений о растениях-индикаторах в те времена связывалось именно с потребностями сельского хозяйства. Впервые экологическую характеристику условий произрастания растений дали античные авторы. Много экологических наблюдений в сочинении Феофраста (327–287 гг. до н. э.) «Природа растений». В дошедших до нас произведениях агрономической литературы древнего Рима можно найти указания на то, что по растениям оценивалась перспектива хозяйственного освоения многих

территорий. Одно из первых указаний принадлежит Катону. В его труде «О агрокультуре» есть упоминания о том, что места, удобные для посева некоторых сельскохозяйственных культур (вики и других), можно распознать по разреженности естественного травостоя, покрывающего эти места до их распашки.

Еще определеннее высказывается другой автор – Юний Колумелла. Описывая выбор места для посадок винограда, он пишет: «А если мы имеем перед собою чистую новь, свободную от деревьев, то, прежде чем приступить к плантажу, посмотрим, годится ли эта земля под посадки или нет; это очень легко узнать по тем диким растениям, которые на ней растут». Он рекомендует обращать внимание на вегетативную мощность и пышность развития естественной растительности и по ним узнавать места, пригодные для возделывания винограда.

Ряд указаний на то, как выбирать место для насаждений виноградников и маслин, руководствуясь естественной растительностью, есть и у Вергилия. Так, в «Георгиках» говорится: «Первым делом земля неудобная, горки скупые, где и суглинок залег и камни на поле кустистом, те для Палладиных рощ хороши, для живучей маслины. Признак тому, что растет маслина дикая там же. Много ее, и поля плодами лесными покрыты».

Вергилий сообщает и о  том, что почва, которая «папоротник питает, даст тебе могучие лозы», т. е. пригодна для насаждения винограда.

Идея связи растений с  определенными местообитаниями часто проскальзывает в поэме Вергилия: «Земли же производить не всякие всякое могут. Ветлы растут по рекам, по болотам илистым – ольхи. На каменистых горах бесплодные ясени всходят».

Подобный же индикационный подход к решению вопроса о сельскохозяйственной оценке земель встречается в «Естественной истории» Плиния. «Горькую землю, – пишет он, – узнают по черной и выродившейся траве, холодную – по криворастущей, влажную также по некрасивой растительности». Для посадки же смоковниц наиболее пригодны те места, где произрастает морской лук. Интересны замечания Плиния и о том, что пышный рост растений не указывает на одно свойство почвы (влажность, богатство питательными веществами), а на их комплекс.

Насколько можно заключить по отрывкам из Павсания, представление о том, что по густоте и мощности растительного покрова можно оценивать качества почвы, не было чуждо и грекам. Так, Павсаний отмечает, что пески о. Пилоса почти лишены травяного покрова, а о хорошем качестве почв на горе Геликоне можно судить по густым древесным рощам, покрывающим

ее, и по обильному распространению  здесь андрахны.

Обстоятельное изложение  признаков, по которым можно отыскивать воду, содержит труд Витрувия Поллиона «Десять книг об архитектуре». По его мнению, различие во влажности почв является одной из наиболее важных причин, от которой зависит распределение влаголюбивых растений. «А если бы почва не была разнородной и несходной по своей влаге, – пишет он, – на всякой земле повсеместно росли бы такого рода растения». Витрувий приводит довольно значительный список видов, указывающих на места, где можно легко обнаружить подземные воды. «Признаки же воды в описанных выше породах следующие: там произрастают тонкий камыш, тальник, ольха,

тростник, плющ и другие, обладающие тем свойством, что не могут зародиться без влаги, где водятся подобные растения не насажденные, но сами собою зародившиеся, там и нужно искать воду.

Индикационные представления были широко распространены у народов аридных областей Ближнего Востока; здесь эти представления принимали форму народных примет присутствия воды, столь важной для хозяйства этих стран. Об использовании населением Сахары и Ливии ботанических признаков при поисках воды сообщает Юнкер-Петри. Мусульманское монашеское братство «му-канни» сделало из поисков воды выгодный промысел; среди признаков, используемых при этом, далеко не последнее значение имела растительность. По свидетельству Н. М. Пржевальского, в Монголии в течение долгого времени из поколения в поколение передаются сведения о растениях – показателях воды; среди последних фигурируют черный саксаул и чий.

В средние века считали, что  некоторые виды растений (орешник,

крушина, рябина) указывают  местонахождения руд и драгоценных камней.

Таким образом, мысль о том, что по растениям можно распознавать те или иные почвы, породы, подземные воды, давно жила в умах людей и развивалась постепенно, в тесной связи с практическими, хозяйственными потребностями.

 

 

 

 

 

 

3.Виды ландшафтной индикации

 

Ландшафтную индикацию разделяют  на: индикацию почв (педоиндикацию), индикацию горных пород (литоиндикацию),индикацию глубины залегания и степени минерализации грунтовых вод (гидроиндикацию),индикацию многолетних мерзлых толщ (геокриологическая индикация),индикацию полезных ископаемых и индикацию засоление (галоиндикацию).

Педоиндикация используется для выявления признаков различных типов почв в качестве индикаторов используют растительные сообщества и их группы. К ним можно отнести фитоценотические ряды типов еловых и сосновых лесов.

Индикация горных пород применяется  очень широко при инженерно-геологических  съемках в горах. В качестве индикаторов  используются преимущественно те сообщества, в которых господствуют деревья, кустарники, полукустарники, корневая система проникает на значительную глубину - до материнской почвообразующей  породы и даже глубже. При индикации  пород, почти незамаскированных  почвенным покровом, большое значение приобретают лишайники и мхи.

Гидроиндикация- это определение по растениям возможного наличия воды на какой-либо территории. Растительность используют также как индикатор химических свойств воды, определяют количественное содержание органического вещества, или засоления легкорозчиненимы солями.

Поиски полезных ископаемых, погребенных на значительных глубинах, могут осуществляться по косвенным признакам: приуроченности к определенным геологическим структурам, разломным зонам, активизированным на неотектоническом этапе развития. Так, в условиях Припятского прогиба при нефтепоисковых работах могут быть индицированы погруженные блоки древнего заложения, имеющие тенденции к поднятию или опусканию. По комплексу признаков обнаруживают себя локальные структуры, линеаментные зоны, что весьма важно для проведения геофизических исследований и в последующем буровых работ.

 

 

4.Ландшафтные индикаторы

 

Эктоярусы ПТК типичные примеры комплексных индикаторов. Благодаря своей отчетливости, заметности на космических и аэрофотоснимках эктоярусы применяются очень широко.Но они лишь одна из форм показателей, используемых в индикационном ландшафтоведении. Особенно многочисленны частные индикаторы. Так, среди ботанических индикаторов следует назвать:

а) мелкие внутривидовые, наследственно  закрепленные признаки;

б) специфические, но наследственно не закрепленные формы роста;

в) аномальные формы растений;

г) виды.

К геоботаническим индикаторам  принадлежат:

а) растительные сообщества, разно-образные комплексы, комбинации, мозаики, образуемые ими;

б) экологические и эколого-генетические их ряды;

в) сезонные аспекты всех перечисленных выше элементов растительного покрова.

В число геоморфологических индикаторов входят:

а) отдельные формы нано-, микро-, мезо- и макрорельефа;

б) специфические черты  поверхности, обусловленные тектоническими процессами (линеаменты и др.);

в) системы форм рельефа, морфоструктуры;

г) к гидрологическим индикаторам  следует отнести все внешние особенности элементов гидросети как естественных, так и антропогенных (каналы, водохранилища).

д) пестр и разнообразен набор антропогенных индикаторов.

Таким образом, любая, самая  мелкая особенность, видимая нами на местности при наземных наблюдениях, на космических или аэрофотоснимках, потенциально может стать индикатором, если раскрыта его связь с объектом индикации.

Наконец, по своей заметности при разных видах исследований индикаторы могут быть разделены на аэрофотогеничные (хорошо заметные на материалах дистанционных съемок) и ультрадеципиентные (заметные при детальных наземных исследованиях). Особенно важно это деление при индикации антропогенных процессов. Индикаторы по характеру связи с индикатом и по степени географической устойчивости этой связи делятся на определенные группы.

 

 

 

 

По характеру связи с индикатом различают: прямые индикаторы и косвенные. Прямые имеют непосредственную связь синдикатами, а к косвенным относятся такие, которые связаны синдикатом через какое-либо промежуточное звено. Например, в песчаных пустынях фитоценозы с господством фреатофитов, присутствие которых возможно лишь в условиях связи их корневой системы с грунтовыми водами, прямые индикаторы последних, а растения, указывающие на благоприятные условия аэрации песков и инфильтрации осадков в них, косвенные, так как позволяют лишь предполагать возможность формирования под песками линз грунтовых вод.

По степени географической устойчивости своей связи с индикатом индикаторы могут быть разделены на панареальные, региональные и локальные. К панареальным первым относятся те, которые сохраняют единообразную связь с индикатом на всей той территории, в пределах которой они встречаются (т. е. своего ареала). Региональный индикатор сохраняет свое значение лишь в пределах одной или нескольких областей со сходными физико-географическими условиями. Локальные индикаторы обладают устойчивой связью с индикатом только в каком-либо узком физико-географическом районе.

Панареальные индикаторы обычно являются прямыми,региональные и локальные индикаторы косвенными. Как уже отмечалось, косвенные региональные индикаторы в любом районе более часты, чем прямые панареальные. Это придает большинству индикационных закономерностей определенную географическую изменчивость. Она приобретает большое значение при экстраполяции индикаторов, т. е. при распространении применения того или иного индикатора с территории, для которой он был выявлен, на другие территории, более или менее аналогичные по физико-географическим условиям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Экстраполяция

 

Экстраполяция индикационных  закономерностей  одна из важнейших  проблем практики индикации, так  как производство специальных исследований по выявлению индикаторов и индикатов в каждом районе нерентабельно. В настоящее время различают следующие виды экстраполяции:

а) внутриконтурную – распространение результатов индикационных исследований, произведенных у точки наблюдения, на весь прилежащий ландшафтный контур;

б) внутриландшафтную – в пределах площади, занятой определенным ландшафтом;

в) региональную – в пределах региона (т. е. крупного физико-географического комплекса);

г) дальнюю, представляющую собой распространение применения индикационной схемы, составленной для одного региона, на другие, имеющие  некоторые общие черты с первым, но лежащие или в других частях той же природной зоны (зональная  экстраполяция), или в разных зонах (интерзональная экстраполяция).

Для обоснования экстраполяции  необходим анализ степени однородности изучаемых регионов, сходства их ландшафтной  структуры и зависимости ее от факторов, обусловливающих зональное  и внутризональное расчленение территории. Важнейшим методическим приемом при этом оказывается выделение ландшафтов — аналогов, которые, собственно, и создают основу для экстраполяции. Обнаружение таких ландшафтов является предметом специальных сравнительных физико-географических исследований, проводимых обычно камеральным путем, с помощью сопоставления литературных и картографических материалов.

При экстраполяции следует  дифференцированно оценивать возможность  ее для комплексных ландшафтных  индикаторов и для частных; последняя  может оказаться изменчивой даже в пределах одного района, если он достаточно велик. В частности, для геоботанических  индикаторов имеет значение вытянутости  района с севера на юг. В целом  достоверная экстраполяция ландшафтных  индикаторов достаточно надежна  лишь в пределах ландшафтов и физико-географических областей, если они выделены с учетом геологического строения территории и ее генезиса. Дальняя и особенно межзональная экстраполяция пока довольно сомнительны.  Однако экстраполяция широко используется в сравнительной планетологии.

Одной из важнейших характеристик  любого индикатора является его достоверность, определяющая его практическую ценность. Единых общепринятых способов оценки этого свойства индикаторов, как  частных, так в особенности комплексных, пока не разработано. Наиболее исследован этот вопрос для ботанических, геоботанических  и геоморфологических индикаторов, для ориентировочной количественной оценки достоверности которых существуют различные шкалы. Обычно достоверность индикатора определяется путем оценки степени сопряженности (совместной встречаемости) индикатора и индиката, вычисленной после изучения некоторого числа пробных участков, на которых встречен исследуемый индикатор и проверено наличие или отсутствие индиката. Одна из распространенных, но упрощенных шкал достоверности геоботанических индикаторов представлена в табл. 1.

В отдельных отраслях индикационного ландшафтоведения, в частности в  индикационной геоботанике, существуют более совершенные и точные способы  оценки достоверности индикаторов. Для оценки практической эффективности  индикатора кроме достоверности  следует знать его значимость, т. е. частоту, с которой он встречается  в связи с объектом индикации (в пределах определенного района). Значимость является как бы дополнением  к оценке достоверности, поскольку  два индикатора, одинаково достоверные, могут встречаться в связи  с объектом с разной частотой: один может присутствовать во всех сделанных  описаниях, другой       только на малой его части.

Достоверность и значимость не тождественны друг другу, аспособы определения их существенно различны. Оценивая достоверность, исходят из всей суммы участков, на которых встречен индикатор, и выявляют, на скольких из них присутствует индикат, а при оценке значимости исходят из суммы участков с присутствием объекта индикации и определяют, на скольких из них отмечено наличие индикатора. Указанные характеристики были предложены для ботанических и геоботанических индикаторов, но они могут быть применены ко многим другим группам (табл. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Физиономичность ландшафтов

 

Опыт индикационных исследований показывает, что в разных ландшафтах преимущественное значение имеют разные группы инди-каторов. В одних наибольшее значение имеет растительность, в других формах рельефа и т.д. Так возникло представление о физиономичности ландшафтов , т. е. о совокупности закономерностей, определяющих внешний их облик. Традиционно различают орофизиономичные, фитофизиономичные, гидрофизиономичные, педофизиономичные территории, а также территории с антропогенной и с комплексной физиономичностью. В первых физиономичность ландшафта определяется рельефом, а в последующих – соответственно растительностью, гидросетью,  поверхностью почвы (например, на солончаках), антропогеннымисооружениями и, наконец, несколькими из перечисленных компонентов (комплексная физиономичность), образующих сложный внешний облик ландшафта.

Примерами орофизиономичных территорий могут служить высокогорья, лишенные растительного покрова, каменистые пустыни (где растительность настолько разрежена, что не имеет значения при формировании зрительного представления о местности), бедленды, например Солигорские солеотвалы.

К фитофизиономичным следует отнести залесенные и заболоченные равнины, а также лесные равнинные ландшафты с сомкнутой древесной и кустарниковой растительностью.Типичный пример педофизиономичных пространств являются солончаковые пустыни днищ бессточных впадин и обширных обсохших внутренних водоемов аридных регионов.

 К гидрофизиономичным принадлежат, например, болота с озерковыми комплексами, где многочисленные мелкие водоемы определяют облик местности. Примеры комплексной физиономичности разнообразны: чаще всего здесь имеется в виду синтез всех физиономичных компонентов ландшафтов, но может иметь место сочетание лишь некоторых из них. Так, например, оропедофизиономичные комплексы в Беларуси – безлесные развеваемые эоловые пески.

Перечисленные группы могут  быть названы генетическими, поскольку  они выделены по факторам, определяющим происхождение физиономичности. От генетических групп физиономичности следует отличать ее масштабные ступени. По воззрениям, существующим в современной физической географии, природная среда постоянно подвергается процессу дифференциации. Он проявляется на поверхности Земли разномасштабно, позволяя различать глобальную, внутрирегиональ-ную и внутриландшафтную дифференциацию. Под влиянием этого процесса среда оказывается разделенной на структурные элементы разной степени сложности, начиная от единиц высшего (глобального) порядка и кончая элементарными ландшафтами.

Это позволяет сделать  вывод о том, что природная  среда обладает несколькими уровнями структурного расчленения и в  ней можно различать мегаструктуру (глобальный уровень), макростуктуру (уровень, охватывающий разделение природной среды на элементы более крупные, чем ландшафт), мезоструктуру (ландшафтный уровень) и микроструктуру (внутриландшафтный уровень).  Представление об этих уровнях подтверждается практикой сов-ременного анализа космических и аэрофотоснимков. При работе с ними обычно выделяют четыре уровня: глобальный (отвечающий снимкам масштаба менее 1 : 10 000 000), региональный (масштаб 1 : 1 000 000 – 1 : 10 000 000), локальный (масштаб 1 : 100 000 – 1 : 1 000 000) и, наконец, детальный (масштаб крупнее 1 : 100 000). Хотя в этом делении уровней нет полного соответствия с уровнями структурного расчленения, но общая тенденция одна и та же. Наиболее дробный уровень – наноструктура –обычно не находит выражения на снимках (табл. 4).

Несомненно, что соответствие и взаимосвязь физиономичных и деципиентных компонентов могут изучаться на любом структурном уровне, за исключением, возможно, глобального, не используемого пока для индикации.

Современное состояние этих ступеней обусловлено историей развития индикационных географических исследований. Со времени появления индикационного ландшафтоведения как особого раздела в учении о ландшафте, а также в годы, непосредственно предшествовавшие ему, ландшафтная индикация развивалась в тесной связи с дешифрированием среднемасштабных и отчасти крупномасштабных аэрофотоснимков, и поэтому данная информационная ступень разработана исключительно детально. Имеется целый ряд обобщающих монографий и индикационных справочников, в которых сконцентрирован большой материал по указанной средней ступени.

Именно на этом материале  были сформулированы многие основные положения индикационного ландшафтоведения.

 

Соотношение физиономичных и деципиентных компонентов на этой средней ступени информации выявлено и проверено почти для всех наиболее важных типов и подтипов ландшафтов. Разработаны некоторые специальные ведомственные методические руководства, в которых имеются разделы, рассматривающие применение ландшафтной индикации для различных практических целей, число публикаций, относящихся к средней ступени индикационной информации, исключительно велико.

7.Применение  ландшафтной индикации

 

При практическом использовании ландшафтной индикации возникает необходимость реальной оценки возможностей метода. Целесообразно очертить круг вопросов его применения, эффективность в различных областях и при различной детальности работ. В итоге определяются как преимущества метода, так и слабые его стороны.

Одно из наиболее существенных ограничений индикационного метода – его вероятность. Абсолютных индикаторов тех или иных мест обитания немного. Таковы, например, лишайниковые боры на мощных песках с глубинами грунтовых вод более 5 м в Поозерье и более 3 м в Полесье; сообщество с участием сфагновых мхов на торфах и поверхностном залегании грунтовых вод; луга с преобладанием бобовых – индикаторы суглинистых почв и др.

Большинство используемых индикаторов имеют достоверность 75 – 90 %. Это позволяет применять ландшафтные признаки при рекогносцировочных и съемочных исследованиях, для оценки перспектив нахождения полезных ископаемых и других видов работ, в том числе крупномасштабных: прокладки трасс линейных коммуникаций, проектировании инженерно-технических систем. Однако вероятность служит препятствием использования этого метода при обосновании объектов капитального строительства, когда геологическое обоснование должно быть абсолютно надежным в любой точке исследуемой территории.  Использование индикации ограничивается также физиономичностью индикаторов. На материалах дистанционных съемок различимы лишь деревья и отчасти кустарники; древесные породы являются космополитами, как, например, сосна, береза бородавчатая, ольха серая. Сообщества-индикаторы различаются лишь по системе косвенных признаков. Этот недостаток устраняется при использовании тематических карт соответствующего содержания.

Физиономичность коррелирует с таким свойством индикаторов, как значимость. В этом смысле некоторые достоверные индикаторы даже при обильной встречаемости трудно использовать из-за слабой дешифрируемости, например, в литоиндикационном плане не всегда можно различить индикаторы, непосредственно не влияющие на оптические свойства и характер рисунка определенных эктоярусов.

Список  литературы:

1) Викторов С. В., Чикишев А.Г. Ландшафтная индикация и ее практическое применение / С Викторов,А. Г. Чикишев. М., 1990.

2) Григорьев А. А. Космическая индикация ландшафтов Земли /А. А. Григорьев.Л., 1975.

3) Основы ландшафтоведения и физико-географическое районирование / А. Г. Исаченко.

4) Сочава В. Б. География и экология. 1970г.

5) Мамай И.И. Динамика и функционирование ландшафтов. М.: Изд-во Моск.ун-та, 2005.

6) Винокуров Ю. И. Ландшафтная индикация в эколого-географических исследованиях, Иркутск, 1994

7) Ландшафтная индикация природных процессов. Под ред. А.Г. Воронова. М., 1976.

8) Викторов С.В., Чикишев А.А. Ландшафтная индикация. – М.: Наука, 1985

9) Индикационные географические исследования. Под ред. А.Г. Чикишева, 1970.