Ландшафтно-экологические методы исследований

Результатом проведенной рекогносцировки должны быть откорректированные маршруты дальнейшей полевой работы, нанесенные на предварительной ландшафтной карте, выбранные линии опорных профилей, переработанная легенда к карте, унифицированная методика наблюдений, фиксации материалов и сбора образцов. Обычно также после рекогносцировки еще раз просматривается и корректируется программа исследований в соответствии с конкретной обстановкой.

3.5 Точки наблюдений, ключевые участки, пробные площади, учетные площадки, почвенные шурфы

Точки наблюдений. Наблюдения на точке дают основной полевой фактический материал при любом масштабе работ. Различают точки комплексных описаний - основные, картировочные, опорные и точки описания отдельных объектов и явлений (обнажений, родников, участков развития дефляции и т.п.) - специализированные.

Каждая комплексная точка характеризует фацию и ее положение в системе единиц более высокого ранга - доминирующее в таком-то урочище, подурочище; субдоминантное; редкое; уникальное.

Основные точки наиболее часто описываются при ландшафтном картографировании. Их выбирают в типичных местах с тем, чтобы добытые на точке сведения могли быть распространены на значительную территорию либо на небольшие, но часто повторяющиеся ПТК (на доминантные или субдоминантные природные комплексы). На основных точках делают описание рельефа, закладывают и описывают почвенный разрез и геоботаническую площадку, фиксируют характер и степень увлажнения. При необходимости уточнения диагностики или характеристики почв отбирают их образцы; собирают для гербария незнакомые растения; определяют полное название фации; записывают некоторые другие данные.

Картировочные точки также предназначены для картографирования, но это точки очень сжатых наблюдений и фиксирования материала в специальной сокращенной (картировочной) форме бланка или же в полевом дневнике. Все записи на такой точке сведены до минимума. Для определения почвы делают лишь неглубокую прикопку. Фитоценоз записывают по доминирующим видам без заложения площадки. Картировочные точки служат для экстраполяции данных, полученных на основных точках, на аналогичные по внешнему облику участки крупного контура либо на другие подобные контуры, где основные точки можно и не закладывать.

Опорные точки отличаются от основных и картировочных особой подробностью наблюдений и описания. При большой мощности покрова рыхлых поверхностных отложений почвенный шурф может достигать глубины 3 - 5 м и сопровождаться ручным бурением на его дне (на основных точках это производится не часто). Но главное не это, а то, что опорные точки (их нередко называют ключами) используют для изучения геофизических и геохимических характеристик ПТК, позволяющих выявлять процессы функционирования и динамики природных комплексов. На опорных точках, как правило, берут образцы на сопряженные анализы (почв и почвообразующих пород, растений, вод), дают качественную и количественную характеристику горизонтов, с особой тщательностью и детальностью производят все описания. При выполнении работ по методу Н.Л. Беручашвили производят качественное и количественное описание каждого геогоризонта: крон деревьев, их стволов, корневой системы, кустарников, кустарничков, травяного покрова и его корневой системы, мхов, лишайников, почвенных горизонтов и почвенной фауны, почвообразующих и подстилающих пород, грунтовых вод. Однако это особый вид ландшафтно-геофизических, отчасти и ландшафтно-геохимических, исследований, разработанных Н.Л. Беручашвили и опубликованных в его трудах, а также в учебнике Н.Л. Беручашвили, В.К. Жучковой.

Порядок нумерации точек в каждой экспедиции может быть своим, но обязательно таким, чтобы исключалась путаница в собранных материалах. Принятый порядок должен строго соблюдаться и при нанесении точек на карту, и в бланках, и в дневниках, этикетках, описях образцов. Во избежание путаницы не рекомендуется менять номера точек. Обычно полевым парам исследователей выделяют свои десятки или сотни номеров. Если в экспедиции несколько отрядов, то у каждого может быть своя нумерация, но с добавлением перед номером первой буквы фамилии начальника отряда или другого индекса. Если же наложение номеров по какой-либо случайности все же произошло, то лучше к дублирующим номерам добавить буквенные индексы, чем менять сам номер. Пропуск в номерах не опасен, но может принести дополнительные хлопоты (поиск «исчезнувших» точек).

Поэтому все случаи пропусков номеров точек описания следует фиксировать на левой стороне страницы полевого дневника.

Ключевые участки, пробные площади, учетные площадки, почвенные шурфы. Выбранные в процессе рекогносцировки ключевые участки исследуются более детально, чем остальная территория.

В практике комплексных физико-географических исследований, направленных в основном на ландшафтное картографирование, под ключевым участком подразумевается площадь, не связанная в своих рамках с границами ПТК. Он может иметь любую форму и располагаться в одном ландшафте или включать в себя участки других ландшафтов. Картографирование на ключевом участке производится в более крупном масштабе и с большей подробностью описаний (почти все точки основные, а некоторые опорные). Основное назначение ключевых участков - получение более точных и полных сведений о ПТК с целью их более глубокого познания и экстраполяции выявленных характеристик на менее изученные ПТК.

Пробные площади закладываются для изучения фитомассы древесно-кустарниковых растений. Их границы не должны выходить за пределы изучаемого ПТК.

Учетные площадки. На них производится укос травяной фитомассы и сбор мортмассы ветоши, валежника и подстилки. Форма площадок квадратная, размер - 1 х 1 м или 0,5 х 0,5 м; реже форма прямоугольная, а размер 1 х 0,5 м или 2 х 1 м. В простых ПТК иногда закладывается по одной учетной площадке. Часто практикуется трех-пятикратная повторность. В пределах пробной площади учетные площадки закладываются в типичных или резко контрастных местах с повторностью, которая должна обеспечить достаточную точность наблюдений. Величина ошибки массы укоса не должна превышать 10 %.

Почвенные шурфы служат для описания почвы и отбора почвенных образцов, а также для определения влажности и других характеристик почвы, почвообразующей и подстилающей пород.

Для описания почвы закладываются шурфы размером 1,5 х 0,7 х 1,5 м или 1 х 0,5 х 0,5 м. В горах выходы горных пород или большая каменистость почвы часто не позволяют углубиться даже до 0,5 м, тогда приходится довольствоваться прикопками глубиной в первые десятки сантиметров.

3.6 Комплексное физико-географическое описание

Комплексное физико-географическое описание необходимо при ландшафтном картографировании и профилировании, при создании карт и характеристик физико-географического районирования и обобщающих монографий о природе тех или иных регионов, при обосновании проектов различных видов природопользования и т.д. Мы остановимся здесь на полевых описаниях преимущественно для ландшафтного картографирования.

Основное время при этом уходит на описание фаций на точках наблюдений, для чего, как правило, используются специальные бланки. Уже в бланках обычно есть графы, частично раскрывающие окружение описываемой фации. Но и этого бывает недостаточно для полной характеристики выделенных на карте контуров обычно более высокого ранга, чем фация. Необходимый материал дополняется (и фиксируется в дневнике) на этой же описываемой точке с использованием аэрофотоснимка и топографической карты, а также при переходе от одной точки к другой.

Охарактеризуем кратко основные методические приемы описания фации на основной точке комплексных описаний.

Адресная и физико-географическая привязка. Наблюдения и описания на точках начинаются с того, что их местоположение наносится на карту и обозначается номером. На карте рекомендуется ставить небольшой крестик, наиболее четко обозначающий положение точки. Одновременно на аэрофотоснимке в соответствующем месте делается прокол тонкой булавкой, а на обороте снимка место прокола обводится карандашом, ставится номер точки и делается схематическая зарисовка ее положения по отношению к ближайшим ориентирам.

Для правильного нанесения на карту выбранной точки описания необходимо хорошо ориентироваться на местности. На первых порах на это нельзя жалеть времени, так как в спешке неправильная ориентировка может свести на нет результаты целого дня работы.

Каждый бланк автор описания обязательно датирует и подписывает. Для этого в бланке отведены специальные графы. Заполнение бланка производят простым карандашом или шариковой ручкой. Ни одна графа бланка не должна быть пропущена. В некоторых графах могут быть проставлены прочерки или вписаны замечания «нет», «не достигнута», «не наблюдалась». Не должно быть только пустого места, так как впоследствии при обработке материалов пропущенные графы приводят к ненужным сомнениям и снижают ценность собранных материалов.

Записав на бланке дату и номер точки, нужно дать ее адрес, т.е. положение по отношению к двум постоянным ориентирам. Если направление и расстояние указывают от населенного пункта, то необходимо обязательно записать, от какой его части - центра, какой-либо окраины, водонапорной башни, если она показана на карте. Нельзя давать адрес, опирающийся на предыдущие точки. Ссылка на них может служить лишь дополнением к основному адресу. Нельзя также привязывать точку к непостоянным и ненадежным ориентирам, например к полевым дорогам, которые часто перепахиваются.

При крупномасштабном картографировании практикуется давать адресные данные по системе квадратов. При исследовании лесистой территории для адресовки удобно дополнительно использовать нумерацию лесных кварталов. В ряде случаев необходимо также давать административно-хозяйственную привязку (название лесхоза и лесничества, сельскохозяйственного предприятия, административного района, области и т.п.).

Если в бланке не отведено специальных граф, то дополнительно к адресу дают указания на принадлежность описываемой фации к определенному генетическому типу поверхности, а по возможности и к типу (роду) ландшафта или к конкретному ландшафту.

Геологические и геоморфологические наблюдения. Общие сведения о геологическом строении территории собирают еще в подготовительный период из опубликованных и фондовых источников. Широко распространены геологические карты масштаба 1:200 000 и более мелких масштабов. На многие территории имеются материалы крупномасштабной геологической съемки. Полевое описание геологических обнажений (обычно в дневнике) носит вспомогательный характер, но практикуется довольно часто.

Геоморфологические характеристики также могут быть получены из опубликованных и фондовых источников, так как геологические карты обычно сопровождаются геоморфологическими. Но обычно этого бывает недостаточно, и описание рельефа в поле делают со всей тщательностью. Формы рельефа по своей размерности подразделяются на мега-, макро-, мезо-, микро- и наноформы.

Мегаформы имеют площадь во многие сотни тысяч квадратных километров. К ним относятся, например, целые горные страны, такие, как Алтай, Урал и другие, или же Западно-Сибирская равнина. Макроформы имеют площадь от сотен до десятков тысяч квадратных километров (например, хребты и впадины горной страны, возвышенности и низменности на равнине, долины крупных рек). Мезоформы могут занимать весьма различную площадь — от нескольких десятков квадратных километров до сотен и десятков квадратных метров, например междуречные поверхности, моренные гряды, долины ручьев, балки, овраги, озерные котловины, барханы, карстовые воронки, западины и т.д. Микроформы - это неровности, осложняющие поверхность мезоформ, например небольшие карстовые воронки, западины, эрозионные рытвины, кочки, выбросы кротов и т.д. Наноформы - очень мелкие неровности рельефа, например, приствольные повышения, рябь на поверхности песчаной дюны, струйчатые размывы и т.д.

В бланке фиксируется положение точки в пределах макро- и мезоформы рельефа, но основное внимание обращается на описание элемента мезоформы, в пределах которого заложена точка, и на микрорельеф. Сама характеристика макро- и мезоформ рельефа и представление об их генезисе не могут быть составлены по наблюдению на одной точке. Первоначально они складываются в процессе предварительного ознакомления с литературой и топографическими картами, а затем путем ряда наблюдений на точках и по маршруту; фиксируются эти наблюдения в дневнике. Положение точки по отношению к элементам крупных форм рельефа должно быть указано в бланке возможно более точно, например: плоская поверхность центральной части междуречья, горная вершина, вершина холма или увала, склон долины или междуречья (и какая именно его часть), основная поверхность террасы, высокая пойма, дно балки и т.д.

На практике чаще всего приходится иметь дело с наклонными поверхностями. Для них обязательны указания крутизны (в градусах) и экспозиции. При этом если программой не предусмотрена особая точность, достаточно указывать экспозицию в восьми измерениях по странам света: западная, северо-западная, северная и т.д.

Для равнинных стран наиболее употребимы следующие градации поверхностей по крутизне уклона:

Плоские (субгоризонтальные)0 - 10

Слабонаклонные равнины (очень пологие склоны) 1 - 3°

Склоны пологие (наклонные равнины) 3 - 5°

Слабопокатые5 - 7°

Покатые……………………………………7 - 100

Сильнопокатые…………………………….10 - 150

Крутые ……………………………………..15 - 200

Очень крутые 20 - 40°

Обрывистые >40°

Для горных стран могут быть приняты иные градации:

Плоские и почти плоские поверхности0 - 4°

Пологие склоны4 - 10°

Покатые склоны10 - 20°

Склоны средней крутизны20 - 30°

Крутые склоны30 - 45°

Очень крутые склоны45 - 60°

Скалистые (обрывистые) склоны60 - 90°

Кроме экспозиции и крутизны необходимо также дать описание общей формы и характера поверхности склона (выпуклый, вогнутый, прямой, волнистый, террасированный, бугристый, испещренный рытвинами и т.д.), а также указать, в какой части склона расположена точка (верхняя часть, средняя, нижняя, у подножия склона, вблизи бровки). Положение точки на склоне при большой его протяженности не всегда легко определить без помощи карты. Что же касается остальных сведений о склоне, то их непосредственно получают в процессе полевого наблюдения и записывают.

В характеристике рельефа отмечают также абсолютную и (или) относительную высоту точки над местным базисом эрозии (по топографической карте или замеренную анероидом и вычисленную с учетом поправок). Абсолютные отметки всегда необходимы при работе в горах, где это имеет существенное значение при определении характера высотной зональности, и где высота нередко может служить одним из ориентиров для привязки точки.

Особое внимание обращают на описание микрорельефа. Необходимо точно дать описание формы и характера распределения микроповышений, понижений, уступов, прибегая к количественным определениям размеров и частоты встречаемости. Например, склон пересекают эрозионные рытвины шириной 1 - 2 м и глубиной до 50 см; на участке склона длиной в 1 км их насчитывается до 30. Или: ровная поверхность испещрена западинами диаметром в 20 - 30 м, глубиной до 40 см; площадь, занятая ими, составляет около 20 %.

Указывая положение точки на элементе рельефа, необходимо уточнить, расположена ли она на относительно ровном участке или же в микропонижении (на повышении) и в какой его части (в центре, ближе к окраине). Для лучшей наглядности рекомендуется здесь же сделать небольшую схематическую зарисовку, иллюстрирующую положение точки по отношению к элементам рельефа и микрорельефа. Нередко это предусматривается непосредственно формой бланка (отводится специальное место для зарисовок).

Для более точного количественного определения размеров и частоты встречаемости микроформ прибегают к различным способам. Если микроформы хорошо просматриваются на аэрофотоснимках, то на опорных точках (или же на некоторых основных) их можно измерить и приблизительно подсчитать прямо по снимку.

Можно проделать эту работу непосредственно на точке наблюдения, применив метод линейной таксации. Он состоит в следующем. Небольшую площадку, в средней части которой находится точка описания, пересекают параллельными ходами, на протяжении которых делают подсчет расстояний (обычно пар шагов), пройденных по ровной поверхности и по микропонижениям (либо повышениям). Затем суммируют все расстояния, пройденные вне микроформы и по микроформам. Условно общая длина ходов берется за 100%, а доля ходов, приходящихся на ровную поверхность и микроформы, - за процент площади, занятой соответственно ровной поверхностью и микроформами. Если микроформы имеют линейную протяженность, то важно, чтобы ходы были заложены поперек этих форм.

В зависимости от необходимой точности наблюдения могут быть более или менее сложными. Можно, например, предпринять глазомерную или даже инструментальную съемку разбитого вокруг точки участка, и все дальнейшие расчеты производить уже по полученному крупномасштабному плану.

Однако чаще всего такая степень точности не требуется, и нет возможности уделять таким измерениям много времени. Следует с самого начала работы узнать длину собственного шага и выработать наиболее удобную систему измерения расстояний шагами с простым пересчетом шагов в метры (например, пара шагов - 1,5 м или три шага – 2 м). Удобно также сделать на полоске миллиметровой или клетчатой бумаги переводную масштабную линейку (шагов в метры), чтобы не делать всякий раз лишних вычислений. Подобные линейки удобно также сделать для топографической карты и аэрофотоснимка, используемых в полевом исследовании, чтобы быстро переводить миллиметры и сантиметры карты или снимка в метры и километры на местности. Следует также тренировать глаз на примерном определении расстояния, высоты, глубины, крутизны, площади тех или иных объектов. Это нужно не только при описании рельефа, но и в процессе всей работы, хотя злоупотреблять глазомерными наблюдениями взамен точных измерений также не следует.

Не следует применять слишком часто фразу: «Микрорельеф не выражен». За ней нередко скрывается неумение или нежелание видеть то, что есть в природе. Правда, на практике, микрорельеф и нанорельеф описывают в одной графе бланка, но непременно с указанием размеров формы.

Необходимо, но далеко не всегда просто определить тип рельефа территории, к которой относится точка описания. Следует, однако, избегать категоричного суждения о генезисе форм рельефа, если нет убедительных тому доказательств.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14