Основные задачи и методы физической географии

МЕТОДЫ КОМПЛЕКСНЫХ

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Допущено

Министерством образования Российской Федерации в качестве

учебного пособия для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по географическим специальностям

УДК 910(075.8) ББК 26.82я73 Ж94^^

Рецензенты:

кафедра физической географии и оптимизации ландшафта географического факультета Воронежского государственного

университета (зав. кафедрой проф. В. Б. Михно);

проф. Н. И. Дудник (зав. кафедрой физической географии

и краеведения географического факультета Тамбовского

государственного университета им. Г.Р.Державина)

Жучкова В. К.

Ж94 Методы комплексных физико-географических исследова­ний: Учеб. пособие для студ. вузов / В. К.Жучкова, Э. М. Ра-ковская. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 368 с. ISBN 5-7695-1430-2

В учебном пособии кратко рассматриваются методы общенаучных и при­кладных комплексных физико-географических исследований природных территориальных (ПТК) и аквальных комплексов: ландшафтно-геохими-ческий и ландшафтно-геофизический подходы к их изучению, полевые исследования и картографирование ПТК, стационарные и полустационар­ные исследования, камеральная обработка материалов. Приложения со­держат фрагменты ландшафтных карт разных масштабов и их легенд, обра­зец бланка описания фации, эдафическую сетку, условные обозначения для полевого крупномасштабного ландшафтного картографирования, а так­же краткое изложение компьютерных методов исследования, список неко­торых электронных приборов.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по географи­ческим специальностям.

УДК 910(075.8) ББК 26.82я73

© Жучкова В. К., Раковская Э.М., 2004
ISBN 5-7695-1430-2© Издательский центр «Академия», 2004

ПРЕДИСЛОВИЕ

Подготовка студентов к самостоятельным исследованиям про­исходит в процессе изучения разнообразных географических кур­сов, участия в семинарах, выполнения лабораторных и практиче­ских занятий, полевых учебных практик, а также самостоятельного знакомства с соответствующей литературой, работы над курсо­выми и дипломными темами. Тем не менее учебным планом гео­графических факультетов университетов предусмотрен специаль­ный блок дисциплин «Методы физико- и экономико-геогра­фических исследований». Содержание его несколько варьирует в зависимости от профиля кафедры.

Для физико-географов читается курс «Методы комплексных физико-географических исследований». Нередко он является ввод­ным, предваряющим другие курсы методической направленности (ландшафтное картографирование, аэрокосмические методы, ланд­шафтное планирование и др.) либо спецкурсы (мелиоративная гео­графия, рекреационная география, географический прогноз, ме­дицинское ландшафтоведение, геофизика ландшафта, геохимия ландшафта и др.), включающие соответствующие методические разделы.

Вводный характер данного курса определяет его структуру и содержание. Начинается он кратким изложением основных задач физической географии, этапов научного познания и развития его методов в физической географии. Затем следуют некоторые теоре­тические положения: объект изучения; классы задач, решаемых в процессе физико-географических исследований; ландшафтно-гео-химический и ландшафтно-геофизический подходы к изучению природных комплексов.

Основное внимание в курсе уделено методам и приемам обще­научного экспедиционного изучения природных территориальных комплексов (ПТК), кратко рассмотрены особенности организа­ции полевых исследований в различных природных зонах равнин и в горах.

Методы картографирования и описания ПТКдовольно хорошо разработаны и считаются традиционными — это своего рода азбу­ка для начального формирования будущего специалиста. После того как общие черты структуры ПТК изучены, можно приступать к более сложным и специфичным геохимическим и геофизическим

исследованиям, позволяющим количественно характеризовать про­цессы, протекающие в ПТК, связи между отдельными элемента­ми и компонентами, а также связи одних комплексов с другими. При этом ландшафтно-геохимические исследования проводятся как в экспедиционных условиях, так и на стационарах и полустацио­нарах, методика их достаточно хорошо разработана и унифициро­вана. Что касается ландшафтно-геофизических исследований, то они проводятся почти исключительно на стационарах и полуста­ционарах. Организация их сложна, методики весьма различны, часто заимствованы из отраслевых географических наук. Раскрыть эти исследования достаточно глубоко в данном курсе не представляет­ся возможным. Они даются кратко в главе, посвященной стацио­нарным и полустационарным исследованиям.

Картографирование и описание ПТКявляются основой для более глубоких и специализированных общенаучных исследований, а также различных прикладных разработок. Иногда эта последова­тельность нарушается и первоначальное изучение строения и про­странственного размещения ПТКпроизводится одновременно с их геохимическим или геофизическим исследованием или при­кладными видами работ.

Прикладные физико-географические исследования имеют не­которые общие черты в организации, целях и методах исследова­ния. Для них характерны и общие этапы изучения — инвентариза­ция, оценка, прогноз, разработка рекомендаций. Однако не всег­да физико-географы проводят все этапы исследования: в зависи­мости от направленности прикладных исследований для опреде­ленных целей варьирует содержание исследований на том или ином этапе, повышенное внимание к определенным свойствам и осо­бенностям ПТК, глубина проработки материала, ранг изучаемых ПТКи т.д.

Рассмотреть все эти аспекты в рамках вводного курса сложно, поэтому прикладные исследования в пособии даются в довольно сжатой форме на примере некоторых из них. Особенности кон­кретных видов прикладных исследований обычно раскрываются в рамках особых научных дисциплин (агрогеография, мелиоратив­ная география, рекреационная география, медицинская геогра­фия, прикладные исследования для районной планировки и т.д.), читаемых в каждом конкретном университете в рамках региональ­ного компонента в зависимости от хозяйственной специализации региона, востребованности тех или иных исследований на местах, научных интересов преподавателей и т.д.

В учебном пособии В. К. Жучковой и Э. М. Раковской совместно написана глава 1 и составлен список литературы. В. К. Жучковой написаны глава 3 (кроме раздела 3.7, написанного А.И.Беляко­вым); разделы 2.5, 5.1, 5.2, 7.1, 7.2; заключение (совместно с Н.И.Волковой), составлены приложения 2 — 9. Э.М.Раковской

написаны предисловие, введение; главы 4, 6; разделы 2.1, 2.4, 2.6, 5,3, 7.3 — 7.7. Разделы 2.2, 2.3 и частично раздел 2.5 (катена) написаны Н.И.Волковой; подраздел 1.1 приложения 1 подготов­лен Н.И.Волковой, 1.2 — В.А.Караваевым.

Авторы выражают признательность сотрудникам географиче­ского факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, чьими консультаци­ями они пользовались, а также К.Н.Дьяконову, И.И.Мамай, В. А. Николаеву за конструктивные замечания.

ВВЕДЕНИЕ

В последней четверти XX столетия резко усилилось воздействие человека на природу. В этих условиях односторонний и недостато­чно комплексный подход к решению вопросов, связанных с при­родопользованием, приводит к большим, часто невосполнимым потерям, к возникновению конфликтных ситуаций и экологиче­ских проблем, обусловленных тем, что нагрузка на природу стала превышать допустимые пределы. Это породило проблемы взаимо­отношений человека и природы, достигшие планетарного масш­таба. Из них наибольшее беспокойство вызывают такие, как ис-черпаемость ресурсов продовольствия, сырья для промышленно­сти, загрязненность воды и воздуха, истощение земель, возник­новение локальных и региональных экологических проблем, об­щее ухудшение экологической обстановки, создающее угрозу су­ществованию человечества.

С целью поддержания экологического равновесия на планете Земля на пороге третьего тысячелетия была выработана междуна­родная концепция устойчивого развития. Россия входит в число стран, поддержавших эту концепцию. Экологическая доктрина Российской Федерации была одобрена распоряжением Правитель­ства РФ от 31 августа 2002 г. (№ 1225-р). В соответствии с этой доктриной природопользование, опирающееся на принципы устойчивого развития, должно обеспечить не только охрану приро­ды и качества окружающей среды, но и сохранение ландшафтного потенциала России (приказ министра природных ресурсов № 711 от 23 октября 2002 г.). Одной из важнейших задач сохранения ланд­шафтного потенциала России должно быть построение террито­риальной организации жизни общества, адекватной целям сохра­нения и использования ландшафтного потенциала.

Все виды деятельности человека приурочены к определенным территориям, иными словами, являются территориально органи­зованными. Характер этой организации зависит от того, какими ресурсами обладает территория и каковы условия жизни и дея­тельности человека на ней (экологические условия). А они, в свою очередь, обусловлены свойствами тех природных территориаль­ных комплексов (ПТК), из которых состоит данная территория. Особенности строения и функционирования тех ПТК, на которые направлено воздействие человека, определяют реакцию природы

на данное воздействие и возможности воспроизводства ресурсов. Поэтому организация охраны ландшафтов и рационального при­родопользования должна опираться на знания о ПТК, о взаимо­связях между слагающими их компонентами, о ресурсах, которы­ми они обладают, об их устойчивости к разнообразным воздей­ствиям человека. Для выбора оптимального варианта природополь­зования на любой территории надо хорошо знать природу во всем ее многообразии и сложном переплетении взаимосвязей, знать законы ее естественного развития и уметь предвидеть, будет ли сохраняться в процессе природопользования экологическое рав­новесие, будет ли исправно и плодотворно действовать вновь со­здаваемая природно-техническая система или неизбежны потери, возможно ли их предотвратить или уменьшить их размеры. Поэто­му комплексные физико-географические исследования, на­правленные на изучение природных территориальных комплек­сов, должны стать строгой научной основой проектирования лю­бого воздействия на природу во всех сферах хозяйственной дея­тельности.

Общенаучные физико-географические исследования, помимо непосредственного вклада в познание материального мира, созда­ют надежный фундамент для всевозможного вида прикладных ис­следований. Востребованность подобных исследований возрастает. Недаром в ряде европейских стран (Германия, Франция, Велико­британия, Нидерланды, Австрия, Испания, Скандинавские стра­ны) все большее развитие получает ландшафтное планирование как инструмент подготовки базовой информации для учета эколо­гических аспектов в различных видах территориального планиро­вания. Правда, в разных странах оно имеет различные названия и содержательные аспекты.

Возрождается потребность в прикладных физико-географиче­ских исследованиях и в нашей стране, о чем свидетельствуют ре­зультаты немецко-российского сотрудничества в области ландшафт­ного планирования в Байкальском регионе и интерес к ним, про­являемый в других регионах России. В основе ландшафтного пла­нирования должны лежать общенаучные комплексные физико-гео­графические исследования.

Выпускники географических факультетов университетов долж­ны быть готовы к решению сложных проблем взаимодействия че­ловека и природы, природы и общества, они должны овладеть теорией и методами науки. Наша цель — раскрыть содержание ме­тодов комплексных физико-географических исследований как неотъемлемой части общегеографических исследований, включа­ющих тесно взаимосвязанную триаду — природу, население, хо­зяйство.

ГЛАВА 1

Взаимодействие природных

С глобальными факторами

Как отмечал Н.А.Солнцев (2001), геолого-геоморфологиче­ская основа играет особую роль в ПТК. Она квазистационарна (почти постоянна) для остальных компонентов. Как твердое тело, она довольно стабильна, и в случае превышения энергетического по­рога воздействия разрушается катастрофически. Разрушения носят необратимый характер, причем как для разрушения, так и для восстановления требуются максимальные, по сравнению с други­ми компонентами, энергетические затраты. Биота — живая часть геосистемы. Геома и биота — главные составляющие ПТК, при этом вторая гораздо более мобильна, чем первая. Поэтому, при­ступая к картографированию геосистем, мы в первую очередь об­ращаем внимание на геолого-геоморфологическую основу. Но мы были бы неправы, унаследовав на все времена и все случаи жизни лишь результат, а не методы его получения.

Метод, благодаря которому Н. А. Солнцев сделал свои выво­ды, — это метод попарного сравнения компонентов, исследова­ния на максимум и минимум и противопоставления их прямо про­тивоположных свойств. В чем «сила» геомы? В большой потенци­альной энергии связей твердого вещества, в том, что период ее изменения (Т) по отношению к длительности человеческой жиз-

ни стремится к очень большим числам (для нас как бы к бесконеч­ности). Мы можем сейчас наблюдать на земной поверхности поро­ды, образовавшиеся миллиарды лет назад. Наоборот, многие пред­ставители биоты способны дать несколько поколений в день. Пе­риод изменений очень мал, но частота (величина, обратная перио­ду — —) также может стремиться к большому числу. Да еще их

продукцию надо умножить на количество организмов. Таким обра­зом, «сила» биоты заключается в скорости ее изменения, в часто­те повторения циклов размножения. Следует проводить эту опера­цию в каждом конкретном случае, уметь переходить от абсолют­ных утверждений типа «биота всегда слабее» к относительным, по отношению к определенному периоду, определенным объектам. На рис. 7 изображена схема взаимодействия геосистемы с гло­бальными факторами. Внешние воздействия на геолого-геомор­фологическую основу передаются ею всем другим компонентам

ПТК не только непосредственно, сразу (как, например, нагрев по­верхности Солнцем), но и большей частью через какое-то время в суммированном виде, значительно преобразованном участием дру­гих компонентов (например, изменение морфологической струк­туры ландшафта под влиянием эрозии). Геолого-геоморфологиче­ская основа наиболее самостоятельна (наиболее независима от гло­бальных факторов в пределах характерного времени существова­ния большинства конкретных ПТК) и более инерционна (опять-таки, смотря в каком случае).

Похожими чертами обладает почва. Однако это принципиально другое, биокосное тело, обладающее свойствами как неживого, так и живого вещества (биохимический продукт, как тесто для хлеба). Почва есть функция от солнечного тепла на поверхности Земли, при активном участии биоты. Она способна к самовосста­новлению (до известного предела), однако менее самостоятельна, разрушается не только механически, но и может потерять биоту («стерильная» почва). Время инерции почвы (реакции на измене­ние среды), как правило, значительно меньше, чем у геолого-геоморфологической основы в целом. Остальные компоненты еще менее самостоятельны: они все время зависят от состояния цирку­ляции атмосферы и влагопереноса. Самое малое время инерции у атмосферы.

Под «давлением жизни» (выражение В. И. Вернадского) имеет­ся в виду всеобщая распространенность жизни по поверхности Зем­ли, способность организмов к размножению, к заселению свобод­ных мест, к занятию «экологических ниш», иногда даже как бы вопреки неблагоприятным условиям существования. Именно из-за высокой частоты циклов размножения «давление жизни» может быть очень существенным.

За счет работы механизма обратных связей (см. ниже) в цикле биологического (биогеохимического) круговорота природная гео­система и особенно ее «центр», «фокус» (насыщенная биологи­ческими объектами тонкая среда раздела и взаимопроникновения земля —вода—воздух) как бы «сама себя строит», создает свою вертикальную (компонентную) и горизонтальную (морфологиче­скую) структуру. Влияние глобальных факторов на геосистему ог­ромно, но и геосистема, в свою очередь, влияет и на земную по­верхность, и на атмосферу, и на банк организмов. И хотя это влия­ние от каждой отдельной геосистемы в короткий промежуток вре­мени незначительно, оно может суммироваться как в простран­стве (если много геосистем оказывают одно и то же воздействие), так и во времени, приобретая значение фактора, определяющего дальнейшую эволюцию ландшафтной оболочки. Именно этот ку­мулятивный эффект работы относительно «слабых», но «устойчи­вых» связей, привел к созданию атмосферы и всех геологических осадочных пород. Таким образом, мы должны учитывать сумму,

или интеграл по времени и (или) по пространству. Н.А.Солнцев Предупреждал о необходимости не путать интегрированное и мгно­венное значение. Мгновенное, «сиюминутное» значение, наблю­даемое при однократном экспедиционном посещении объекта, пре­вращается в некоторый отрезок времени при стационарных наблю­дениях. Это уже другие методики. От абсолютных значений прихо­дится переходить к работе с приращениями: со скоростями про­цессов, с ускорениями, т.е. к первой и второй производным от каждой переменной. В этом случае обнаруживается неточность жест­кой абсолютизации «силы» и «слабости» компонентов.

В связях отдельных природных геосистем (ПТК) с общим веще­ственно-энергетическим обменом в масштабе всей Земли управ­ляющим блоком служит земная поверхность, и содержание кар­тографической модели этого блока меняется в зависимости от мас­штаба карты (глобального, регионального или локального). Реаль­ная иерархия вложенных и объемлющих геосистем более сложная и может быть разная в различных регионах. Она изучается методами систематизации, классификации, районирования. Названные три ранга — наиболее общие, бесспорные. Сейчас можно не стре­миться совместить в одной карте все три модели — глобальную, региональную и локальную, так как для этого есть ГИС. В то же время желательно каждую карту снабжать врезками более крупно­го («ключевые» участки) и более мелкого (схемы районирования) масштабов.

Если мы захотим отразить взаимодействие природно-антропо-генной геосистемы (антропогенно измененного ПТК) с глобаль­ными факторами, то нужно добавить аналогично «давлению жиз­ни» еще блок «антропогенного давления». Это банк видов культур­ных растений и других организмов, в том числе самого человека, энергетическое и вещественное воздействие (перераспределение вещества и энергии). Под «социально-экономическим давлением» также имеются в виду социально-экономические условия, кото­рые заставляют как человечество в целом, так и отдельные госу­дарства, группы людей взаимодействовать с природой определен­ным образом.

Например, нельзя перестать обрабатывать землю вообще, но можно это делать иначе, в зависимости от научно-технических Достижений и материальных средств; можно ослабить нагрузку на конкретных участках и на определенное время, хотя возможность такого локального маневра все уменьшается. Часто (но далеко не всегда) «давление жизни» оказывает действие, противоположное Действию «социально-экономического давления»; таким образом °но как бы «залечивает раны», нанесенные антропогенным воз-Действием географической оболочке. Если понимать ноосферу по В- И. Вернадскому как разумное сосуществование и управление при-Родой в условиях социальной справедливости, то этого на Земле

еще нет. Но можно понимать ноосферу как социально-экономи­ческое давление.

Антропогенный прессинг — это и есть пример взрывного по геологическим меркам развития «слабого» компонента — биоты, меняющего все остальные компоненты, когда к достаточно высо­кой частоте циклов размножения добавилось новое качество — повы­шенная способность к передаче опыта. В результате этого популя­ция научилась «уплотняться». Во время узкоспециализированной охоты на мамонта, чтобы прокормить одного человека, требовалась территория около 100 км², при подсечно-огневом земледелии — около 10 га, теперь, по разным подсчетам, — 0,35 — 0,40 га.

Природно-антропогенный комплекс понимают в основном как ПТК, у которого изменен хотя бы один компонент. Классифика­ция таких ПАТК впервые разработана Ф. Н. Мильковым. За ее ос­нову взят традиционный для географии, казалось бы самый прос­той признак: степень измененности в баллах (слабая, средняя, силь­ная; градаций может быть и больше), и характер воздействия раз­ных отраслей человеческой деятельности (промышленной, лесо-хозяйственной, сельскохозяйственной, рекреационной и т.д.).

Еще выделяют обратимые и необратимые изменения, т.е. мо­жет геосистема при снятии нагрузки вернуться к прежнему своему состоянию или ее развитие пошло по другому пути. Это уже си­стемные, кибернетические понятия. Такие категории опять-таки не абсолютны. Например, обратимо или необратимо изменены тер­ритории городов, если они зачастую сохраняют даже все водосбо­ры? Обратимо или необратимо изменена географическая оболоч­ка, если человек вынужден изымать ресурсы и поддерживать ре­жимы геотехнических систем?

Возможно, более конструктивными были бы классификации по вещественно-энергетическому принципу, т. е. по материало- и энергоемкости воздействия (Н.Л.Чепурко, 1981). Однако мешают, по-видимому, не только трудность определения геомасс (Н.Л.Бе-ручашвили, 1983), неточность и трудоемкость балансовых мето­дов, но и все еще слабая освоенность системных, информацион­ных подходов. Здесь ключевым является осознание механизма цик­ла, включающего понятия «системный регулятор» и «обратная связь».

География как комплексная, синтетическая наука вынуждена много заимствовать из смежных дисциплин. Рационально было бы из естественных наук заимствовать методы, а из гуманитарных оформление, например драматургию, красоту описаний. К сожа­лению, нередко бывает наоборот: из естественных берется внеш­няя оболочка (формулы, сложные новые термины), а их объясне­ние не из первоисточника, а из гуманитарных, художественных трактовок. Такой путь может привести к созданию псевдонауки либо потребует долгих усилий по освоению термина. Классиче-

_ский пример — понятие обратной связи, которую подавляющее большинство географов воспринимали лишь как ответную реак­цию, что было даже закреплено в справочнике (Т.Д.Александро­ва, 1986). Недоразумение остается и до сих пор, поэтому требует тщательного разбора, как ключевое.

Обратная связь — не просто однократный акт ответной реак­ции. Главное, что благодаря этой связи реализуется алгоритм цик­ла, т. е. программа, по которой действие может неограниченно по­вторяться. Вся изюминка в том, что с помощью этой связи замы­кается причинно-следственная цепочка: результат первого прохож­дения цикла (следствие) влияет на свою же причину в следующем обороте цикла. Результат, полученный в следующем витке, опять подмешивается в начальные условия и т.д.

На плоском листе бумаги обычно рисуют один оборот цикла, потому-то процесс как бы приходит «обратно», в исходную точку. Однако следует рисовать не круг, а объемную спираль, растяну­тую во времени. На самом деле эта связь никакая не обратная, поскольку время необратимо. С этой точки зрения, ни один цикл, круговорот не может быть замкнутым, не только потому, что все­гда есть вещественно-энергетические потери уже в одном оборо­те, но и потому, что «никогда нельзя войти в одну и ту же воду». Хотя в технических системах мы можем видеть возврат в исходное состояние, если не учитывать износ.

Осознание роли обратной связи началось с внедрением киберне­тики. Вся компьютерная индустрия фактически основана на опера­торе цикла. Циклично работают многие системы неживой природы, а уж органическая жизнь тем более: мы ходим, дышим автомати-

чески. Сама способность к размно­жению половым ли способом, как

■у высших животных, либо спора­ми или вегетативным «почковани­ем» обусловлена автоматическим

'.алгоритмом (рис. 8).

В методической литературе рас­пространено неверное представле­ние об обратной связи между пре­подавателем и учеником: вопрос преподавателя — это связь прямая, а ответ — обратная, так как на­правлена в другую сторону (обрат­ная, значит, ответная). На самом Деле и то, и другое — это связь пря-

I мая: одно действие порождает дру-

|гое. Обратной связь можно назвать только в том случае, если она за­мыкает цикл, если с ее помощью

организуется повторение нескольких циклов. Например, услышав ответ ученика, преподаватель корректирует свой следующий во­прос, т. е. следствие из первого цикла служит причиной для вто­рого.

Алгоритм работы обратной связи в цикле был подробно описан в литературе, в том числе и на большом количестве географиче­ских примеров.

Изучая структуры геосистем в пространстве, мы еще нечетко осознаем структуры во времени (время разнообразных цикличе­ских, производственных процессов, время инерции восстановле­ния и т.д.). Не так давно было введено понятие характерного вре­мени. Его можно определить как среднее время существования (ин­дивидуума, вида, процесса, явления) или как время одного обо­рота цикла. Для человека характерное время — около ста лет, для однолетней травы — год и меньше, для грозового разряда — се­кунды, для циклонического вихря — дни, для восстановительной сукцессии в тайге — около сотни лет.

Пока шли споры о том, непрерывна или дискретна природа, оказалось, что континуальность и дискретность — лишь частные случаи фрактальности (X.О.Пайтген, П.Х.Рихтер, 1993). Фракталь­ные структуры (система кровеносных сосудов человека, эрозион­ные и речные системы, иерархическая система природных комп­лексов) есть «запись» былых циклических процессов. Структура пространственная — это отражение прошедшей «временной струк­туры». Хотя время, по-видимому, всегда течет равномерно, но мы измеряем его процессами разной периодичности.

Для своего существования человечество вынуждено поддержи­вать временные режимы нужной формы функционирования при-родно-антропогенных комплексов. Одно дело — однократные, эпи­зодические вмешательства, другое — сельское хозяйство, со стро­го упорядоченной очередностью воздействий, и третье — посто­янное поддержание инженерных сетей, зданий, твердого покры­тия в городах (которое, кстати, прерывает биологический круго­ворот в бывших наиболее «плодородных» ПТК). Мы не всегда за­думываемся над тем, что затраты надо умножать на время, на ко­личество циклов.

Каждая отдельная геосистема, природная или в той или иной степени антропогенно измененная, связана с глобальной системой географической оболочки посредством множества циклов (в том числе иерархически вложенных один внутри другого) и находит­ся в поле «социально-экономического давления», осуществляемо­го также посредством циклов и посредством вещественно-энерге­тического воздействия на системные регуляторы. Освоение кибер­нетических законов идет трудно, но только оно позволит нам ра­ботать более осознанно. По мере осознания потребуется и выра­ботка новых методов.

2.4. Классы задач, решаемых в процессе комплексных физико-географических исследований

Все многообразие задач комплексных физико-географических исследований может быть сгруппировано в четыре основных клас­са в зависимости от того, какой аспект ландшафтной структуры в каждом конкретном случае важен (табл. 1).

Первые три класса задач направлены на изучение внутренних связей ПТК — вещественных, энергетических, информационных, т.е. на изучение его ландшафтной структуры и ее изменение во времени под действием внутренних и внешних факторов. Они рас­крывают свойства и особенности ПТК как целостных образова­ний, вопросы их происхождения, специфику функционирования и динамики, тенденцию будущих изменений. Все это — общенаучные исследования пространственно-временной организации ПТК, цель которых — все более глубокое познание сущности ПТК безотно­сительно каких-либо требований.

Четвертый класс задач — исследования для прикладных целей. Здесь изучаются внешние связи ПТК с обществом в рамках слож­ной суперсистемы «природа—общество». ПТК любого ранга вы­ступают уже как элемент в системе более высокого уровня органи-

зации, для изучения связей которого с другим элементом (струк­турным подразделением общества) нужно кроме знания свойств самого ПТК, получаемых в процессе общенаучного исследования, учитывать также требования общества к этим свойствам и способ­ность ПТК их удовлетворять. Это уже аспект не чисто физико-географический. Все большую роль в прикладных исследованиях начинает играть экологическое обоснование хозяйственной дея­тельности, т.е. оценка воздействия проектируемых объектов на окружающую среду (ОВОС) и экологическая экспертиза. Этим вопросам посвящен учебник К. Н.Дьяконова и А. В. Дончевой «Эко­логическое проектирование и экспертиза» (М., 2002).

Последовательность в перечне основных классов задач не слу­чайна, она определяется их логической и исторической связью. Задачи каждого последующего из общенаучных классов могут быть решены достаточно полно и глубоко лишь на основе использова­ния результатов предыдущих исследований. Поэтому перечислен­ные классы задач могут рассматриваться как определенные этапы все более глубокого проникновения в сущность ландшафтной струк­туры ПТК.

Что касается прикладных исследований, то они могут «надстра­иваться» над любым из этих этапов в зависимости от того, какого рода знания о ПТК окажутся достаточными для решения стоящей перед исследователем практической задачи.

Первый класс задач. Исторически раньше других начал изучать­ся пространственный аспект ПТК, т. е. первый класс задач. Само представление о ПТК возникло на основании визуального анали­за сходства и различия отдельных участков земной поверхности, на выявлении их качества. Первоначально изучались те свойства ПТК, которые буквально лежат на поверхности, видны невоору­женным глазом и придают участкам территории своеобразный внешний облик (физиономические черты): сходство или различие в строении, в морфологии (при этом внимание в основном обра­щалось на вертикальное, покомпонентное строение).

В связи с тем, что визуально легче всего улавливаются различия в рельефе и растительности, выделение и обособление ПТК ос­новывалось на качественной однородности именно этих компо­нентов. Конечно, при посещении обширной, контрастной в при­родном отношении территории наиболее резко бросаются в глаза именно контрасты, а слабоконтрастные участки кажутся прост­ранственно однородными. Однако при более детальном ознаком­лении казавшаяся ранее однородной территория также обнару­живает качественную неоднородность, но чтобы уловить ее, нуж­но охватить разнокачественные участки единым взором. Именно поэтому в процессе полевых исследований прежде всего стали вы­деляться мелкие, просто устроенные ПТК ранга фаций и урочищ, которые можно визуально выделить по признаку однородности

I строения. Различия между комплексами фиксировались по пути

| следования — по маршруту.

При кратковременном маршрутном посещении внешний об-

\ лик ПТК воспринимался как нечто устойчивое, постоянное, т.е.

\ ПТК рассматривался в статике, в отрыве от процессов, его сфор­мировавших. Исследование носило характер описания, что давало представление лишь о качественном своеобразии ПТК и их про-

; странственном размещении. Описание ПТК — основная цель его

I маршрутного исследования.

Стремление получить дополнительно к качественным описани-

|ям какие-то количественные характеристики, объяснить наблю­даемое обусловило более детальное изучение отдельных «точек», «площадок», «станций», «ключей», на которых наряду с тщатель­ным описанием всех компонентов комплекса, его вертикального строения, производились измерения. Собираемый материал позво­лял уже в общей форме ответить на вопрос, как взаимосвязаны между собой компоненты в комплексе, т. е. дать простейшее эмпи­рическое объяснение.

При детальном изучении отдельных комплексов обнаружива­ются те или иные свойства или особенности строения, находя-

I щиеся в противоречии с современными условиями, с характером

s современных связей: черноземы под лесом, сфагновые болота в

I лесостепной зоне, торфяно-перегнойная почва на хорошо дрени-

•' руемой поверхности, аллювиальные отложения на водоразделе,

: вдали от современной речной сети и т.д. Такие следы предыдущих состояний, проливающие свет на пути становления данного комп­лекса, привлекают все более пристальное внимание исследовате-

; лей. Изучение их дает возможность ответить на вопрос, почему и ■ какими путями сформировался данный комплекс.

Повторное посещение территории позволяет фиксировать не­которые свидетельства протекавших между посещениями процес­сов (эрозии, пожаров, заболачивания, осушения, занесения, про­седания и т.д.), т. е. дает представление о современных изменениях комплексов, о динамичности, подвижности ПТК.

Так, полевое изучение пространственной структуры постепен­но дополняется элементами генетического и функционального ана­лиза, что позволяет глубже познать ПТК, а маршрутный способ сбора фактического материала дополняется ключевым. Однако ос­новное внимание в процессе этих исследований по-прежнему об­ращено на природные особенности отдельных комплексов и их пространственное размещение, поэтому основными методами си­стематизации материала продолжают оставаться классификация и картирование, входящие в состав специфического метода ланд­шафтного картографирования.

Изучение свойств и пространственного размещения более круп­ных и сложных ПТК, которые не могут быть охвачены единым

взором исследователя-полевика, производится на основе простран­ственного анализа слагающих их достаточно простых комплексов, изучаемых в поле. Для того чтобы выделить, ограничить эти комп­лексы, их тоже нужно одномоментно охватить взором, только тог­да можно найти какие-то закономерности в пространственной неоднородности. Эта задача решается с помощью аэровизуальных наблюдений, материалов аэрофото- или космической съемки, либо составленных в поле ландшафтных карт, изучение которых позво­ляет увидеть территорию в уменьшенном виде и тем самым как бы подняться над ней, посмотреть на нее со стороны. Таким образом, достаточно сложные ПТК могут быть выделены по их территори­альной структуре, т. е. здесь изучение пространственной структуры выступает уже как метод выделения ПТК, когда выделение комп­лексов производится не по принципу однородности, а по принципу закономерной неоднородности. Этот метод обычно называют методом районирования на ландшафтной основе. В настоящее время для изу­чения ландшафтной струк