Камеральная обработка материалов ландшафтных профилей

Вслед за полевыми исследованиями необходимо сразу же произвести камеральную обработку всех материалов, собранных на профиле. Эти материалы должны быть обобщены в виде карты фактического материала, графического разреза профиля, ландшафтной карты и объяснительной записки.

Карта фактического материала (рис. 3) практически выполняется непосредственно в поле. На имеющейся топооснове уточняется линия профиля, а в процессе работы наносятся все точки описаний и наблюдении с обозначением их номера.

Рис. 3. Карта фактического материала ландшафтного профиля:

а - линия профиля, б - номер точки наблюдения

В камеральный период студенту остается лишь вычерчивание чиствого варианта этой карты. Обычно это делается на кальке, куда прежде всего наносятся горизонтали. Затем толстой линией (лучше цветной) обозначается профиль. Стрелка указывает его азимутальное направление. Точки описаний также для наглядности обозначаются яркими цифрами и значками. Различными значками следует указать специфические наблюдения (например, геохимические, над эрозией почв, микроклиматические и др.), т.е. те наблюдения, которые производятся не в каждой точке, а дополняют обычный полевой комплекс.

Легенда этой карты предельно проста. В ней указываются лишь линия профиля да обозначения точек описаний и различных наблюдений с цифровыми их характеристиками. Необходимость построения такой карты очевидна. Она даёт представление об объеме проделанной в поле работы, является фактической основой для составления последующих картосхем и, наконец, помогает (при сопоставлении с дневником) проверить полевую работу исследователя.

Графический разрез ландшафтного профиля с наибольшей степенью наглядности показывает соотношения основных географических компонентов и их изменений по мере продвижения по линии профиля.

Основная линия профиля, характеризующая собой гипсометрическую кривую, непосредственно снимается с топографической карты. Графическое её построение следующее. В зависимости от соотношения высот выбираются горизонтальный и вертикальный масштабы. В этих масштабах (обычно на миллиметровке) по оси абсцисс откладываются расстояния между горизонталями, по оси ординат — высоты. Соединение этих точек и даёт гипсометрическую кривую, показывающую последовательную смену высот, местоположений по линии профиля.

В изображении остальных компонентов по возможности нужно соблюдать последовательность их соотношений друг к другу, наблюдаемую, в природе. Так, непосредственно под линией профиля показываются почвы (либо в виде узких цветных полос, либо миниатюрными разрезами). Под ними отмечается геологическое строение: коренные и четвертичные отложения (в общепринятых условных литологических обозначениях). В зависимости от глубины залегания водоносных горизонтов их уровни также фиксируются в пределах соответствующих компонентов (почв или наносов) различными условными знаками. Геохимические константы — содержание микроэлементов в почвах и грунтах — также даются под линией профиля. Они обозначаются либо комплексом кривых, либо столбцами, каждый из которых показывает процентное соотношение соответствующего химического элемента.

Над линией профиля показывается растительный покров (основные растительные группировки даются в общепринятых геоботанических значках). Различными кривыми, в масштабе показывающими соотношение тепла и влаги (ход температур, относительную и абсолютную влажность воздуха, количество осадков), в отдельных точках наблюдений над линией профиля обозначаются результаты микроклиматических наблюдений. Здесь же стрелками с оперением можно показать направление и скорость ветра.

На профиле обозначаются важнейшие компоненты ландшафта, которые можно изобразить в рамках избранного масштаба. Обязателен на профиле также показ границ локальных геосистем — фаций, урочищ, местностей. Это делается вертикальными линиями (различной толщины, конфигурации или цвета, выбранными в зависимости от их характера для каждой таксономической единицы), секущими все компоненты вдоль их ландшафтных рубежей.

Дополнительные данные, которые нельзя изобразить вдоль линии профиля концентрируются в таблице, помещаемой непосредственно под всем профилем и располагающейся таким образом, чтобы каждая её вериткальная графа (и весь вертикальный спектр) соответствовала определенной фации, показанной на профиле. Количество горизонтальных граф в таблице определяется количеством наблюденных процессов и явлений (см. прил. 5). В таблице можно детализировать сведения обо всех компонентах геосистем (см. прил. 4). Так, например, в графе о рельефе дополнительно указать характер микрорельефа, степень и глубину эрозионного расчленения, крутизну склонов и т. д.

Непосредственно на профиле можно только показать растительные ассоциации. Все остальные сведения о растительном покрове: видовой состав, ярусность, фенологическое состояние, аспект, обилие, встречаемость, производительность фитоценоза и другие сведения указываются в таблице.

То же касается и других компонентов. Например, в графе, посвящённой почвам, можно детализировать их механический состав, структру, влажность, химические свойства. Дополнительные гидрологические и микроклиматические данные в виде дебитов источников, расходов рек, скоростей их течения, химических свойств водоёмов, величин испаряемости и другие также находят свое отражение в соответствующих графах таблицы. И, наконец, очень важной графой надо считать ту, где даётся качественная оценка территории, её современное хозяйственное использование.

Естественно, что легенда к такому профилю очень велика и сложна. Унификация её должна идти как за счёт применения общепринятых условных знаков, так и за счёт некоторого единообразия в изображении профильного и табличного материала. Таким образом, графический разрез профиля — это весьма наглядное и полное изображение всех собранных по маршруту данных как об отдельных компонентах и их изменениях в пространстве, так и о встречаемости в пределах профиля различных геосистем. В связи с этим легенда к профилю одновременно должна содержать сведения как по отдельным компонентам, так и общую характеристику геосистем.

Однако более чёткое изображение морфологического строения ландшафта в пределах профиля можно получить при составлении его плановой полосы в виде ландшафтной карты (ландшафтного крока) этой территории (рис. 3). В черновике эта карта также составляется в поле. В камеральных же условиях на ватманскую бумагу прежде всего переносятся горизонтали. Затем производится вторичное камеральное дешифрирование АКС, дающее более полный эффект после полевой съёмки и полевого дешифрирования. Систематизируется легенда, производится её унификация и вслед за этим на карту наносятся границы урочищ, а в их пределах фации, иногда объединенные в группы.

Каждый тип урочищ изображается определенным цветом, фации, внемасштабными значками или штриховкой. Здесь внимание не отвлекается на отдельные компоненты, а фиксируется на самих географических системах того или иного порядка и их классификационных объединениях.

Легенда этой карты должна быть предельно краткой и не подменять физико-географического описания каждой геосистемы. В ней не следует останавливаться на всех компонентах. Чаще всего достаточно указать лишь на ведущие на данной стадии подразделения. Таковыми, как отмечалось выше, для урочищ будут литогенные компоненты, для фаций (в пределах того или иного урочища) — биогенные.

Завершает обработку материалов профиля пояснительная записка, в которой даётся физико-географическая характеристика территории, по которой проходит трасса ландшафтного профиля. Это характеристика включает в себя как общие сведения о всём профиле, так и анализ всех выделенных геосистем.

5.3.2. Площадное ландшафтное картирование

Следующим этапом полевого крупномасштабного ландшафтного исследования, с которым знакомятся студенты во время практики, является площадное картировние региона. Основная задача при крупномасштабном картировании — изучение структуры ландшафта, детальное картографирование его морфологических частей, выявление их природных особенностей, внутренних и внешних взаимодействий, истории развития и хода современных природных процессов.

В отличие от профиля при площадной съёмке полевыми исследованиями охватывается более обширная территория. Площадная ландшафтная съёмка даёт возможность уточнить и расширить представление о встречаемости различных геосистем, их повторяемости, соподчиненности и площадном распространении.

Получив определенный участок для съёмки, группа, как обычно перед выходом в поле знакомится со всеми имеющимися картографическими и литературными материалами, относящимися уже непосредственно к этому региону. Подбираются карты, рассматриваются легенды, делаются необходимые выкопировки из составленной камеральным путем предварительной ландшафтной карты-гипотезы и из отраслевых карт.

Полевые исследования также начинаются с рекогносцировочных маршрутов. Рекогносцировочный обход территории производится всеми членами группы. Целью рекогносцировки прежде всего является уточнение местонахождения и границ участка. Границы, отмеченные на карте, фиксируются на местности; там, где это необходимо, они закрепляются вешками или реперами. Во время рекогносцировки намечаются также места комплексных описаний, устанавливаются линии физико-географических профилей, которые прокладываются по наиболее типичным направлениям. Рекогносцировка производится и для того, чтобы выбрать в пределах картируемой территории «ключевые» участки для производства более детальных наблюдений.

Дальнейшую работу на участке целесообразно построить таким образом. Группа студентов разбивается на ряд отрядов (бригад), состоящих обычно из 3 - 6 человек (одиночные маршруты категорически запрещаются). Преподаватель определяет задание этим отрядам и непрерывно находится в курсе их работы. Каждому отряду отводится для съёмки определенная территория. Ежедневно после работы, а кроме того и в поле, съёмщики в присутствии руководителя практики сопоставляют полевые материалы, сводят их на одну основу и обсуждают все возникающие вопросы.

Студенты приступают к картированию, имея предварительную ландшафтную картосхему, на которой нанесены урочища. Объектами же изучения и крупномасштабного площадного ландшафтного картирования являются не только урочища, но и отдельные фации на «ключевых» участках.

На участке еще при рекогносцировочном его обходе закладывается серия профилей. Руководствуясь уже освоенной методикой ландшафтного профилирования, студенты приступают к картированию всех встречающихся по профилю фаций, стараясь объединить их в поле же, учитывая распространение в пределах того или иного урочища, в определённые группы. С помощью другого метода — метода поконтурного описания увязываются границы природных комплексов, выделенных на разных профилях, и картируются межпрофильные участки. Границы фаций и урочищ прослеживаются от одного профиля к другому. Обход их контуров сопровождается глазомерной съёмкой, а также тщательным описанием пограничной территории.

Одной из первоочередных задач площадной ландшафтной съёмки является уточнение и изучение границ геосистем, выделенных на предварительной карте-гипотезе. Выявленные фации, урочища, местности наносятся на топооснову, на которой одновременно окончательно корректируются границы их контуров.

Выявление и нанесение на карту границ локальных геосистем с детальным их анализом — это лишь первый этап в деле изучения географических комплексов. Далее, как и на профиле, в пределах выявленного контура, в наиболее типичном его месте, выбирается территория, так называемая «точка комплексного описания», где производится изучение этой фации.

Запись фактических сведений ведется на бланках. Анализ же собранного фактического материала, выводы, характеристики, не предусмотренные бланковой формой, зарисовки, схемы и т.п. делаются в полевом дневнике. Местонахождение точки описания с порядковым её номером фиксируется на специальной карте фактического материала. Аналогичные карты фактического материала имеются в каждой съёмочной группе. Ежедневно, возвращаясь из полевого маршрута на базу, съёмщики наносят все свои точки, профили на сводную карту фактического материала, находящуюся у бригадира.

Постепенно уточняется и сводная ландшафтная карта, в основе которой лежит схема-гипотеза, составленная в камеральных условиях. Предварительно проведенные контуры геосистем, тщательно проверенные в поле, наносятся на чистовую карту. Рисунок её становится значительно сложнее за счёт более дробных выделов (фаций).

Так, в процессе полевой ландшафтной съёмки, проведенной методом ландшафтного профилирования, сочетающегося с методом поконтурного описания, фиксируются все геосистемы, встречающиеся в пределах участка, выявляются их основные особенности и взаимозависимости, а также определяются наиболее существенные покомпонентные взаимосвязи в отдельных природных комплексах. В основном все эти наблюдения производятся визуально. Углубленное же изучение территории возможно лишь в процессе проведения полустационарных и стационарных исследований.

5.3.3. Ландшафтных исследования на «ключевых» участках

Если на базе полевых практик не функционирует постоянно действующий физико-географический стационар, то организация его в сравнительно короткий период практики не реальна. Однако необходимо, чтобы визуальные наблюдения во время площадной съёмки сочетались с более детальными полустационарными исследованиями на «ключевых» участках, где можно произвести ряд наблюдений, неосуществимых при маршрутных исследованиях.

Для их производства чрезвычайно важно правильно выбрать «ключевые» участки. При небольшой площади съёмки и времени, отводимом практикантам на эту работу, вне зависимости от сложности физико-географических условий картируемой территории, обычно приходится ограничиваться лишь одним-двумя такими участками на бригаду. Эти территории должны по возможности охватывать наиболее типичные для данной местности сочетания фаций и урочищ. Картирование «ключевого» участка проводится в наиболее крупном масштабе и с бóльшой подробностью комплексныхописаний, на нём закладываются преимущественно основные или опорные точки, на которых проводятся наиболее детальные наблюдений. Они используются для изучения процессов функционирования и динамики природных процессов. На них отбирают образцы для сопряжённых анализов (почв, почвообразующих и подстилающих пород, растений и т.д.). Проводят качественную и количественную характеристику почвенных горизонтов и ярусов биоценозов, в.т.ч. корневых систем травяного покрова и почвенной фауны, а также закладывают пробные площадидля изучении древесно-кустарниковой растительности или определении подземной фитомассы травяных сообществ и укосные (учётные) площадки для определения продуктивности наземной фитомассы травяных сообществ, запасов ветоши (степного «войлока») и т.д..

Работа на «ключевых» участках интересна в двух аспектах. Прежде всего, здесь можно детализировать «пространственные» наблюдения, т.е. наиболее тщательно изучить, закартировать встречающиеся фации. Однако главным образом на «ключах» следует обращать внимание на изучение особенностей изменения отдельных компонентов и в целом геосистем во времени.

Программа, а в связи с ней и методика полустационарных исследований на «ключевых» участках, может быть самой разнообразной. Здесь можно осуществить комплекс градиентных микроклиматических наблюдений, почвенные, биологические, геохимические, гидрологические и другие исследования. Их объём, как отмечалось, лимитируется лишь временем да количеством наблюдателей.

Обычно студенты начинают работу на «ключевых» участках с микроклиматических и фенологических наблюдений, т.е. наблюдений над самыми подвижными компонентами ландшафта. Так как именно биоклиматические показатели, ярко отражающие специфику и разнообразие природных комплексов, одновременно наиболее быстро и чутко реагируют на малейшие изменения географической среды. Проследить изменения этих компонентов как в пространстве, так и во времени можно в достаточной степени просто и быстро, а получаемые результаты очень наглядны.

Микроклиматические наблюдениянаиболее интересны по профилю — ландшафтной катене - от местного водораздела к водоёму или днищу оврага, балки. Основным их принципом является единовременность определения метеорологических элементов на разных точках, расположенных в различных физико-географических условиях. На «ключевых» участках можно вести срочные наблюдения, а также вертикальный срез метеохарактеристик: проиль скорости ветра, профиль температуры, влажности и т.д. над каждой точкой в приземном слое. Методы микроклиматических наблюдений изложены во многих публикациях, например в «Наставлении метеорологическим станциям и постам» (1980) и др.

Микроклиматические показатели являются одними из самых подвижных, самых чутких к малейшим изменениям географической среды. Они наиболее ярко отражают специфику и разнообразие локальных геосистем. В условиях резко пересеченных ландшафтов (например, Восточно-Донской пластово-ярусной гряды или Приволжской возвышенности), где большое влияние на микроклимат оказывают относительные превышения, условия экспозиции склонов, характер растительности, положение той или иной фации по отношению к местным водоёмам, особенно Волгоградскому и Цимлянскому водохранилищам, эти различия очень наглядны.

Задачей микроклиматических наблюдений является изучение этих различий, выяснение их причин, закономерностей суточного хода микроклиматических элементов в отдельных фациях на основных и опорных точках. Наблюдения проводятся в обычные сроки: 1, 3, 7, 13 и 21 час. В это же время работает и основная метеостанция. Синхронность наблюдения на каждой из основных и опорных точек и одновременное базирование их на стационарную метеостанцию позволяет установить микроклиматические различия не только в наблюдаемых фациях но и сопоставить все эти данные с показателями метеостанции, установленной в наиболее репрезентативном месте.

Для того чтобы выявить какие-либо закономерности в суточном ходе микроклиматических элементов в отдельных фациях, необходимо повторить эти наблюдения 3-5 раз. Комплекс метеонаблюдений следует проводить в дни с ясной погодой, чтобы избежать ненужных помех, стираний микроклиматических различей характкрных для пасмурных дней.

Техника микроклиматических наблюдений проста. Все наблюдатели снабжённые психрометром Ассмана, анемометром, выверенными часами и двухметровым шестом производят на своих точках наблюдения над температурой и влажностью воздуха, скоростью и направлением ветра. Такой же комплекс наблюдений проводится и на основной метеостанции. Необходимо соблюдать синхронность замеров, результаты которых фиксируются в журнале микроклиматических наблюдений (табл. 3).

Градиентные измерения скорости ветра, температуры и влажности воздуха на уровнях 2,0 м и 0,3 м, дают возможность получить дополнительный материал по наблюдениям над испарением с поверхности почвы в различных фациях. На опорных точках «ключевых» участков проводится весь микроклиматических наблюдений.

Таблица 3