Комплексное физико-географическое описание.

Сведения на точках фиксируются в следующем порядке.

Географическая привязка точки наблюдения. Точке присваивает­ся порядковый номер, дается зарисовка положения точки к двум бли­жайшим ориентирам, с указанием направления и расстояния.

Геологические и геоморфологические наблюдения. Общие сведе­ния о геологическом строении территории собирают в подготовитель­ный период. Полевые геологические наблюдения носят вспомогатель­ный характер, описание ведется по зачищенным естественным обна­жениям четвертичных пород. Выделяются и индексируются пласты, их мощность, характер залегания, цвет, включения. Мезоформы рель­ефа характеризуют в морфометрическом, морфологическом и генети­ческом аспектах. Определяется генетический тип рельефа. Для холми­стого рельефа описывают размеры холмов, их форму, протяженность, абсолютную и относительную высоты, средний уклон в градусах, экс­позицию, общий характер склонов, особенности расположения. Для равнин — общий характер рельефа, относительные превышения, нали­чие включений. Речные долины характеризуются описанием формы долины, ее ширины, глубины, ширины террас, ширины поймы и ее строения, наличия стариц, прирусловых валов, дюн, ширины русла. Наблюдения включают также фиксацию современных природно-антропогенных геоморфологических процессов: накопление делювия, аллювия, торфообразования, наличие водной и ветровой эрозии; от­мечаются процессы антропогенного заболачивания, подтопления. В заключении дается описание характера антропогенной трансформации рельефа.

Почвенные наблюдения. Для описания почв закладываются поч­венные разрезы: шурфы и прикопки. Почвенный шурф закладывается глубиной 1,5-2,0 м, длинной - 1,5-2,0 м, шириной — 0,7—0,8 м, глуби­на заложения почвенной прикопки составляет несколько десятков сантиметров. После заложения почвенного разреза делается его зари­совка, определяются генетические горизонты почвы, записываются их индексы. В выделенных горизонтах определяются механический со­став (пробой на скатывание), окраска, влажность, структура, плот­ность, четкость и форма границы, признаки заболачивания, глубина вскипания, включения, новообразования. Название почвы включает определение типа и подтипа, разновидность механического состава по верхнему горизонту, состав подстилающей породы.

Геоботанические наблюдения. Для описания растительности за­кладывается ботаническая (пробная) площадка. Для лесной расти­тельности принятый размер площадки составляет 400 м2(20 х 20 м), луговой растительности - 100 м2(10 х 10 м), болотной - 1 м2(1 х 1 м). Главным условием размещения пробной площадки является ее нахо­ждение в пределах одной ассоциации. Далее описывают признаки строения растительных сообществ, основное внимание среди которых уделяется видовому составу, ярусности (вертикальному расчленению) и мозаичности (горизонтальной неоднородности). Список видов рас­тений, которые встречаются на пробной площадке, составляют по ярусам в древесных фитоценозах и по мере встречаемости - в травя­нистых и болотных. Каждое растение записывается двойным названи­ем (род и вид). При необходимости для определения растений собира­ется гербарий. Затем для каждого из указанных видов отмечается его ярусное положение, высота (в см), проективное покрытие (по процен­ту площади, занимаемой проекцией наземных частей растений), оби­лие по шкале Друде (с использованием учета средних расстояний ме­жду экземплярам вида), фенофаза (стадия вегетации) и жизненность (степень развитости или подавленности вида). Фиксируют поврежде­ния естественного растительного покрова, усыхание, повреждение ли­стьев и хвои. При описании культурных посевов указывается их на­звание, фенофаза, жизненность, перечень сорняков и степень засорен­ности.

Геоботанические наблюдения завершаются названием описанной растительной ассоциации по доминантам двух или трех ярусов. Расте­ния различных: ярусов даются в названии в порядке от верхнего к нижнему ярусу и соединяются знаком тире.

Геоэкологическая направленность наблюдений заключается в уг­лубленном изучении характера и последствий антропогенного воздей­ствия. Уточняются границы антропогенных объектов: сельскохозяй­ственных угодий, дорог, линий ЛЭП, ферм, мелиоративных каналов, указываются свалки мусора, кострища. Изучаются современные не­благоприятные природно-антропогенные процессы в ПТК: наличие водной и ветровой эрозии (на карте оконтуриваются площади эроди­рованных земель, определяется степень смытости почв), заболачива­ния и подтопления, вытаптывания растительного покрова. Дается ха­рактеристика загрязнения природных сред органолептическим мето­дом: для поверхностных вод оценивается прозрачность, цветность, за­пах; для почв - наличие маслянистых пятен, запаха; для растительно­сти - усыхание, повреждение листьев и хвои, появление сорных ви­дов, угнетенное состояние сельскохозяйственных посевов.

Итогом проведенных наблюдений должно стать заключение о ге­незисе ПТК, полное название в соответствии с его рангом, и оценка геоэкологического состояния.

Прочие наблюдения. В геоэкологических исследованиях полу­чил широкое распространение и ряд других видов наблюдений.

Микроклиматические наблюдения проводятся на нескольких точ­ках или по профилю. Основной принцип таких наблюдений - единовременность определения метеорологических элементов. Программа наблюдений включает измерение температуры воздуха, почв на глу­бине 5 и 20 см, абсолютной и относительной влажности воздуха, дав­ления, скорости и направления ветра, облачности, количества и ин­тенсивности осадков. Результаты наблюдений могут быть использо­ваны для определения метеорологических условий рассеивания вы­бросов загрязняющих веществ в атмосфере. Отдельной группой вы­ступают биоклиматические индикаторы качества среды жизнедея­тельности человека - индексы патогенности температуры, влажности воздуха, патогенности ветра и облачности.

Гидрологическими характеристиками озер и водохранилищ яв­ляются площадь зеркала, объем, средняя и максимальная глубина, ко­лебания уровня, температура и стратификация водной массы, продол­жительность ледостава, водообмен, цветность и прозрачность воды; рек - ширина русла, глубины и скорости течения, расход воды, тип питания, колебания уровня по сезонам, ледовый режим, опасные гид­рологические явления. Программа полевых гидрологических наблю­дений включает разбивку промерных профилей с промерами глубин, скорости течения, определением характера донных отложений, обору­дование водомерного поста с наблюдением за уровнем воды.

Гидрохимические наблюдения направлены на изучение законо­мерностей гидрохимического режима водоема и влияние различных видов антропогенных воздействий (сброса сточных вод, мелиорации водосбора, построения гидротехнических сооружений) на естествен­ный гидрохимический режим, В рамках этих задач проводятся сезон­ные наблюдения за физическими и химическими свойствами воды. К общим показателям относятся температура, прозрачность, запах, цвет, содержание взвешенных веществ, рН. В отобранных пробах определя­ется состав минеральных веществ (Са2+, Mg2*, Na+, К+, СГ, SO42-, НСОз-), содержание органического вещества (БПК5, ХПК), биогенного вещества (фосфора общего, фосфора минерального, нитритных, нит­ратных и аммонийных форм азота), растворенных газов (кислорода, углекислого газа).

Гидробиологические наблюдения включают изучение развития фитопланктона, макрофитов, перифитона, зоопланктона, зообентоса и др.; контроль за изменением биологического разнообразия и оценку трофического статуса водоема. Для решения этих задач важно определить не только численность, биомассу и продуктив­ность сообщества водоема, но и изменение видового состава. На­пример, для зоопланктона информационными показателями загряз­нения является изменение видового состава в сторону мелких видов (коловратки), исчезновение фильтрующих ракообразных, увеличе­ние в планктоне хищных форм. В целом гидроэкологические на­блюдения включают в себя синхронное выполнение гидрологиче­ских, гидрохимических, гидробиологических наблюдений на озерах, реках, водохранилищах.

Дендрохронологические наблюдения проводятся для изучения временных изменений прироста древесины. Пробные площадки могут закладываться в доминирующих фациях различных ландшафтов или по линии профиля в древостоях, однородных по составу, возрасту и полноте. На модельных деревьях анализ годичных колец проводится по спилам, на учетных — по кернам, взятым специальным буром на высоте 1,3 м от земли с живых деревьев. В камеральных условиях из­меряют ширину годичных колец и анализируют ее пространственно-временную изменчивость.

Лихеноиндикационные. Этот вид наблюдений применяется для картографирования загрязнения атмосферного воздуха, на основе ана­лиза структуры эпифитного покрова лишайников с учетом чувстви­тельности видов. Для каждого дерева выборки описываются следую­щие индикационные показатели: общее проективное покрытие ли­шайниками ствола с дифференциацией по видам, покрытие индикаторных видов, число видов. Пробные площадки закладываются с уче­том особенностей ПТК и местоположения источников выбросов за­грязняющих веществ в атмосферу.

Составление полевой карты ПТК завершает период крупномас­штабных полевых исследований. На карте-гипотезе, составленной во время предварительного периода, уточняются и корректируются гра­ницы. По степени выраженности границы могут быть резкие, совпа­дающие обычно с геолого-геоморфологическими рубежами. Допус­тимая погрешность нанесения на карту таких границ составляет 2 мм. Ясные границы наносятся на карту с точностью до 4 мм, так как они менее четко выражены. Допустимая погрешность неясных границ со­ставляет 10 мм на карте. В этом случае может применяться метод сближения точек.

Составленная в полевых условиях карта ПТК практически не корректируется, в чем и заключается ее значимость. Карта выполняет­ся в соответствии с заранее разработанными условными знаками (штриховыми и цветовыми), индексами. К карте прилагается скоррек­тированная легенда.

Камеральный период.

Камеральный период включает в себя об­работку, обобщение, систематизацию материалов полевых исследова­ний, проведение лабораторных анализов (при взятии проб), оформле­ние карты ПТК и составление карты природно-антропогенных ком­плексов (ПАК), написание отчета.

При крупномасштабных исследованиях оформляется карта, уже составленная в подготовительный и полевой периоды, уточняется и упорядочивается ее легенда. При средне- и мелкомасштабных иссле­дованиях ландшафтная карта составляется в камеральный период на основе обработанных данных полевых дневников, бланков. Особое значение на этом этапе уделяют вопросам классификации геоком­плексов и составлению легенды. Классификации должны отвечать общенаучным требованиям их построения, с соблюдением последова­тельности перехода от общих понятий к частным, выдержкой класси­фикационного признака каждого основания деления, различия каждой ступени классификации. Общая линия классификации природно-антропогенных комплексов наметилась как логическое умножение «природной» и «функционально-производственной» классификаций. Легенда может быть .представлена в форме текстовой, табличной, матричной моделей. Исследование может завершаться картографо-математическим анализом, раскрывающим закономерности пространственной организации геосистем через меры ландшафтной неодно­родности, контрастности.

Оценка геоэкологического состояния ПТК. При крупномасштаб­ных исследованиях оценка геоэкологического состояния ПТК базиру­ется на результатах полевого обследования территории. Средне- и мелкомасштабные исследования ориентированы на камеральный ана­лиз информационных материалов.

При оценке учитывается распространение в границах ПТК небла­гоприятных природно-антропогенных процессов, форм техногенного рельефа, сохранность естественного растительного покрова. Эти пока­затели рассматриваются как индикаторы благоприятности или небла­гоприятности геоэкологического состояния ПТК. Существенным мо­ментом оценки является выявление лимитирующих факторов, исклю­чающих использование геосистемы в определенных направлениях хо­зяйственной деятельности.

При составлении итоговой карты разрабатывается легенда, в ко­торой цветовая шкала отражает геоэкологическое состояние ПТК, штриховая - обозначает ареалы развития неблагоприятных геоэколо­гических процессов, условными знаками показываются наиболее эко­логически опасные объекты.

При картографировании природно-антропогенных комплексов в легенде отражают все классификационные ступени: цветовая шкала, построенная по методу «светофора», показывает класс ПАК, штрихо­вая - тип ПАК, индексами или штриховкой дается краткое название ПТК соответствующего ранга.

Отчет о НИР.

Последний этап камерального периода включает написание и защиту научного отчета. Отчет состоит из следующих разделов: титульный лист, список исполнителей, аннотация (или реферат), оглавле­ние, перечень условных обозначений, введение, основные главы, за­ключение, список использованных источников, приложения.

В реферате указывается название работы, ключевые слова, крат­кое содержание работы, объем текста, количество использованных литературных источников, таблиц, рисунков, приложений.

Введение раскрывает актуальность темы, цель, задачи, сроки проведения работ, основные источники информации (литературные и нормативные), вклад каждого исследователя.

Глава 1. Состояние изученности проблемы и методика исследо­ваний. В первом разделе рассматриваются основные понятия, указывается объект и предмет исследования, дается краткий аналитический обзор работ по данной теме. Раздел методики включает описание объекта исследования (ранг, размеры, площадь, местоположение, масштаб исследований) и применяемых методов. Приводится логическая схема организации исследования с указани­ем периодов работ и этапов. Для каждого периода дается перечень выполненных работ. Приводятся критерии, параметры и приемы оценки.

Глава 2. Характеристика природно-территориальных комплек­сов. Глава включает описание закономерностей и географию разме­щения вертикальной (геологическое строение, рельеф, почвенно-растительный покров) и горизонтальной (ландшафты, местности, уро­чища, фации) структуры ПТК.

Глава 3. Социально-экономические условия. Приводится характеристика населения, обеспеченность его объектами соц-культбыта. Указывается экономическая структура изучаемой территории.

Глава 4. Оценка геоэкологического состояния природно-терри­ториальных комплексов. Дается описание объектов антропогенного воздействия, география размещения ПАК, влияние хозяйственной деятельности на природные компоненты ПТК. Приводится характери­стика сложившихся геоэкологических ситуаций и даются рекоменда­ции по проведению мероприятий, направленных на улучшение гео­экологического состояния ПАК.

Заключение содержит краткие и четко сформулированные выво­ды по каждой главе.

Список использованных источников приводится по мере упоми­нания или в алфавитном порядке.

Приложения. В них вносят собранный фактический материал, сведенный в таблицы, а также графики, фотографии, карты, не во­шедшие в основной текст.

Приведенная структура отчета НИР должна рассматриваться как общая схема, которая может быть изменена в зависимости от задач конкретного научного исследования.

Лекция № 8.

Тема: Ландшафтно-геохимические и ландшафтно-геофизические методы исследований.

1. Ландшафтно-геохимические методы исследований. Основные понятия.

2. Радиальная и латеральная геохимическая структура.

3. Техногенная миграция элементов в ландшафтах.

Ландшафтно-геохимические методы исследований. Основные понятия

Одним из важнейших методов изучения функционирования гео­систем является метод сопряженного геохимического анализа (СГА).

Сопряженный анализ - это специфический метод исследования в геохимии ландшафта, заключающийся в одновременном изучении химического состава всех компонентов ландшафта (горных пород, коры выветривания, поверхностных и подземных вод, почв, расти­тельности) и геохимической связи между ландшафтами.

Метод СГА представляет собой способ познания объекта через нахождение эмпирических зависимостей дифференциации химиче­ских элементов в ландшафте и является основой теоретических поло­жений геохимии ландшафтов.

В целом развитие метода связано с изучением дифференциации химических элементов, раскрытием механизма этой дифференциации на уровне геохимических процессов и эколого-геохимической оцен­кой качества окружающей среды.

Основным в геохимии ландшафтов выступа­ет понятие элементарного ландшафта (ЭЛ) или элементарной геохими­ческой системы (ЭЛГС). Сменяющие друг друга ЭЛГС от местного во­дораздела к местной депрессии представляют собой геохимически со­пряженный ряд - геохимическую катену или каскадную ландшафтно-геохимическую систему (КЛГС). Термин «местный геохимический ландшафт» употребляется для обозначения территории, на которой на­блюдается повторение определенных ландшафтных катен.

Сопряженный анализ выявляет характерные для элементарных ландшафтов химические элементы и позволяет проследить их мигра­цию внутри комплекса (радиальная миграция) и от одного комплекса к другому (латеральная миграция).

Важнейшим фактором дифференциации веществ в ландшафтах являются геохимические барьеры, представления о которых являются одним из основополагающих принципов изучения миграции и кон­центрации химических элементов в ландшафтах.

Геохимические барьеры - это такие участки ландшафта, где на малом расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация.

Геохимические барьеры широко распространены в ландшафтах, на них нередко образуются аномально высокие концентрации элемен­тов. А. И. Перельман выделяет два основных типа барьеров - природ­ные и техногенные. Каждый тип подразделяется на три класса ланд-шафтно-геохимических барьеров: 1) биогеохимические; 2) физико-химические; 3) механиче­ские. Предпоследние возникают в местах измене­ния температуры, давления, окислительно-восстановительных, щелочно-кислотных и других условий. Морфологически геохимические барьеры делятся на радиальные и латеральные.