Введение к работе
Актуальность работы. Выявление пространственно-временных закономерностей развития мерзлотных ландшафтов является весьма актуальным. Развитие географических исследований на современном этапе во многом определяется перспективами применения ГИС. Применение ГИС открывает новые возможности не только в пространственно-временном анализе современных процессов и явлений, но и в традиционных методах исследований, каковым является ландшафтная индикация и картографирование мерзлотных условий. Результаты ландшафт-но-криоиндикационных исследований имеют большое значение для развития ГИС в мерзлотоведении, в первую очередь, в цифровом картографировании с применением атрибутивных таблиц ГИС.
Ранее динамическое состояние инженерно-геокриологических условий практически не отражалось на инженерно-геокриологических картах. Динамический аспект представлен использованием сукцессион-ных моделей растительности в классификационных ландшафтно-динамических построениях, что позволяет оценить современное состояние и тенденции развития мерзлотных ландшафтов. Использование инженерно-геокриологических характеристик при ландшафтной дифференциации и картографировании, выделение вариантов типов местности по инженерно-геокриологическим свойствам грунтов позволят повысить информативность мерзлотно-ландшафтных карт и более достоверно отображать реальную картину природной дифференциации. Изучение инженерно-геокриологических условий в качестве критериев выделения ландшафтов позволит более детально решать природоохранные проблемы в криолитозоне, так как многолетнемерзлые породы являются здесь основным ландшафтообразующим фактором.
Цель работы - совершенствование методики инженерно-геокриологического картографирования посредством применения сук-цессионных стадий растительности для показа динамического состояния инженерно-геокриологических условий в процессе картографирования.
Задачи исследований состоят в следующем:
-
Использовать ландшафтно-динамические построения для индикации мерзлотных условий (типы фаций, урочищ, местностей и ландшафтов).
-
Применить сукцессионные ряды растительности в разномасштабном картографировании инженерно-геокриологических условий для Лено-Алданского междуречья.
-
Создать цифровые тематические мерзлотные карты для Лено-Алданского междуречья с применением сукцессионных рядов растительности.
-
Составить разномасштабные пространственно-временные модели устойчивости мерзлотных ландшафтов с использованием ГИС для природоохранных целей.
Личный вклад автора и методика исследований. В основу диссертации положен материал, полученный автором при мерзлотно-ландшафтных исследованиях в Якутии в 2005-2011 гг. В научной работе изложены результапл исследований, в которых автор с 2005 г. в качестве исполнителя принимал участие в сборе, систематизации и анализе данных, а также в создании ряда ГИС-проектов. Разработка предлагаемых приемов ГИС-к;фтографирования, составление цифровых мерзлот-но-ландшафтных и мерзлотных карт, пространственно-временной анализ, обработка материалов и картографические обобщения выполнены непосредственно автором.
Использованы также фондовые материалы Института мерзлотоведения СО РАН, литературные источники, аэрокосмические снимки и картографические обобщения. Проводились наземные маршрутные исследования, дешифрирование аэрокосмических снимков, детальные исследования на ключевых участках. При камеральных работах применялись методы ГИС -технологий с использованием специализированного программного обеспечения (PC ARC/INFO, ArcView GIS).
Научная новизна работы.
-
Усовершенствована методика картографирования инженерно-геокриологических условий мерзлотных ландшафтов с применением сукцессионных рядов растительности и ГИС-технологий.
-
Создана современная ландшафтно-криоиндикационная схема и новые цифровые мерзлотные карты Лено-Алданского междуречья различного уровня и масштаба с базой данных о структуре и содержании компонентов ПТК.
-
Проведен гространственный анализ по различным компонентам природных комплексов Лено-Алданского междуречья.
Основные защищаемые положения:
-
В условия?: криолитозоны сукцессии растительности играют важную роль в инженерно-геокриологической дифференциации и в определении формирования критических условий после нарушений и с последующим их восстановлением.
-
Сукцессиокные стадии растительности, отражающие динамическое состояние геокриологических условий, включены в классифика-
ционные единицы мерзлотных ландшафтов, что позволило предложить новую классификационную схему ландшафтов Лено-Алданского междуречья.
3. Мерзлотно-ландшафтные классификации и сукцессионные ряды растительности являются объективными показателями динамического состояния мерзлотной обстановки на геокриологических картах разного масштаба, что важно для планирования природоохранных мероприятий.
Практическое значение работы. Предложенная методика позволит более эффективно решать вопросы мерзлотно-ландшафтного и геокриологического картографирования путем учета динамического состояния мерзлотных ландшафтов, а также систематизации природной обстановки в криолитозоне. Методика, разработанная автором, применяется в настоящее время для составления новых ГИС-проектов. Результаты исследований могут быть использованы цля разработки природоохранных мероприятий, оценки устойчивости природной среды к изменениям климата и антропогенным нарушениям, а также при научном обеспечении строительства отдельных крупных инженерных объектов на территории Якутии.
Данная работа является частью исследовании Института мерзлотоведения СО РАН, выполняемых по конкурсным программам Сибирского Отделения РАН (проекты 25.1.5, 7.10.2.5 и Vir.63.2.5 за 2004-2011 гг.). Результаты полученных исследований использовались при выполнении ряда хоздоговорных работ с производственными и проектными организациями.
Апробация и практическая реализация. Содержание работы и ее отдельные положения были опубликованы и обсуждены: на региональной конференции «Вопросы региональной геокриологии и географии» (Якутск, 2006); ПТ Международной конференции «Роль мерзлотных экосистем в глобальном изменении климата» (Якутск, 2007); VII Международном симпозиуме «Проблемы инженерного мерзлотоведения» (Чита, 2007); III Всероссийской научной конференции «Информационные технологии в науке, образовании и экономике» (Якутск, 2008); Международной молодежной конференции «Современные проблемы и будущее геокриологии» (Якутск, 2008); XIV Лаврентьевских чтениях, посвященных 110-летию со дня рождения академика М.А. Лаврентьева (Якутск, 2010); Всероссийском научном молодежном форуме с международным участием «Геокриология - прошлое, настоящее, будущее» (Якутск, 2010); II Республиканской научно-практической конференции «География и краеведение в Якутии» (Якутск, 2011).
Основные положения диссертации представлены в десяти публикациях, в том числе три - в изданиях, рекомендуемых ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 163 страниц, состоит из: введения, 6 глав, включающих 46 карт, 14 рисунков, 59 таблиц, заключения, списка использованной литературы из 73 наименований и 7 приложений.
Автор выражает глубокую признательность и искреннюю благодарность за систематическую помощь в проведении исследований и высокую требовательность к работе своему научному руководителю, к.г.н. А.Н. Федорову. Особую благодарность автор выражает д.г.н., проф. В.Р. Алексееву за ценные замечания и рекомендации и к.г.н. Я.И. Торговкину за помощь при изучении ГИС-технологий и постоянную поддержку. Автор приносит благодарность д.г.-м.н., проф. В.В. Шепелеву, д-г.-м.н. В.Б. Спектору, к.г.н. И.С. Васильеву, к.г.н. Н.П. Босикову, к.г.н. СП. Варламову и другим сотрудникам ИМЗ СО РАН за замечания, советы, помощь и содействие при подготовке диссертационной работы.
