Введение к работе
Горные геосистемы довольно слоти для картографирования и девифрирования по аэрокосмоснимкам. Пестрота геолого-геонорфо-логического строения, разнообразие почвенно-растительного покрова , обусловливают мозаичность и многовариантность фото-изобрааения природных объектов.
Горные почвы внутри определенных экосистем формируат свои экологические ниши. По мере развития почвенного профиля в процессе естественного или антропогенного воздействия активизируются внутрипочвенные процессы, расширяются возмояности экологических трансформаций. Почва, наращивая "обратную связь" с почвообразователями, сама превращается в компонент ландшафта и начинает выполнять экологические функции, степень и качество проявления которых варьируют в зависимости от типа почвы и характера той геосистемы, в которой она развивается (Добровольский Г.В., Никитин Е.Д., 1986).
Определение пространственных границ геосистем,' их генезиса, особенностей функционирования и позволяет переходить к геоэкологической характеристике почвенного покрова.
Картографирование является одним из наиболее информативна методов исследования пространственных географических закономерностей развиїия экосистем различного уровня. При этом рисунок-ландшафта монет давать дополнительную информацию об изучаемом объекте. В связи с этим следует отметить, что несмотря на постулирование вавности раскрытия генетической сущности лаидаафтннх рисунков, тем не менее подавляющее большинство исследований в данном астіекте носят сравнительный характер, т.е. интерпретируются рисунки, соответствующие известным природным или антропогенным процессам.
В настоящей, работе сделана попытка решения "обратной задачи" - на основе изучения рисунков фотоизображения горных геосистем теоретически смоделировать процессы их формирования.
Большое внимание отводится в этой связи горному литоводосборному бассейну, который можно считать одной из фундаментальных геосистем. Представляется. что развитие бассейна как целостного природного объекта регламентируется серией энергетически сопряяенных динамических процессов, составляющих единый механизм.
Теоретически отработанная географическая модель позволяет интерпретировать различные 'эндогенные и экзогенные процессы.проводить ретроспективный анализ при изучении природы
гор, т.е. раскрывать те экологические условия, в которых Формируются горние почвы.
Принципиальная модель исследования, раскрываюцая взаимосвязь фотоизобраиения с характером развития природно-антропоген-ных геосистем,монет быть представлена следующим образом:
девифрирование
аэрикосмических
фотоизображений
картографирование
информационно-логический анализ
фотообраз геосистемы
рисунок ланд'нафта
информационная модель развития геосистемы
Фотообраз
П0СЛеДУ!Щ8Й
стадии развития геосистемы
вещественный анализ
направление развития геосистемы (рост или затухание )
морфологический статистический анализ
современная стадия развития ведукего процесса
картографирование динамики геосистеи или процессов, прогнозирование
Цель работы /
На основе комплексного исследования характера высотной поясности, строения . и функционирования горних морфоструктур различных уровней выявить геосистемные взаимосвязи в условиях изучаемой горной страни, смоделировать некоторые природные и антропогенные процессы и определить особенности развития почвенного покрова в пределах различных экосистем. При этом решались следующие задачи:
изучение закономерностей формирования высотной поясности аридных гор на основе солряменного анализа результатов дешифрирования космофотоснимков и статистических моделей климатических характеристик с данными наземных исследований.
разработка методики дешифрирования и картографирования горных почв по принципу выявления морфоструктур разных рангов'.
разработка теоретической модели развития геосистем
горного водосборного бассейна и roptioro речного русла и практическое обоснование модели. .
- изучение особенностей ситуационного дешифрирования косноснимков горных территорий и разработка иодели оценки экологического состояния урбанизированных и других антропогенных геосистем.
Объекта исследования
Объектов исследования в настоящей работе было Армянское
аОГирЬС. лиЛххь'и, С С-Дп'С-ti CTOpCitU. чСЛССТЇЇСЇЇ ГССГрСф"'!ОС!СС
страной, с другой стороны, включает в себя все разнообразие горных структур - складчатые и складчато-глыбовые горные хребты, вулканические нагорья, отдельные вулканы, меагорные депрессии. В качестве ключевого участка была использозаиа северо-восточная часть нагорья - территория республики Армения.
Научная новизна результатов исследования
В работе на основе системного подхода раскрыт механизм формирования горних геосистем и их Фотообразов и показана специфика почвенно-экологического картографирования, базирующаяся на следующих моделях развития геосистем.
Вычисленные модели зависимости показателей температуры и количества осадков от высоты местности достоверно различны для крупных горных регионов: внутреннего вулканического нагорья: складчатых сооружений Малого Карказа; замкнутой котловины -бассейна озера Севан. Закономерности высотной зональности наиболее последовательно выранены' в условиях крупных вулканических массивов.
Для почвенно-экологического картографирования горных стран предлоаена модель морфоструктурного подхода, которая позволяет наиболее полно и корректно оценить климатический и геолого-геоморфологический факторы в Формировании почвенного покрова. При этом типы морфоструктур (складчатые и складчато-глыбовые горные сооружения: вулканические массивы; меагорные депрессии, прогибы, долины) обособляются по характеру Фотоизображения на мелкомасштабных космоснимках. а подтипы - на космоснимках масштабам 1:1000000 и крупнее.
Одной из основных Фундаментальных геосистем в пределах складчатых морфоструктур является горный водосборный бассейн. В работе впервае предложена энергетическая модель формирования такого бассейна. Показано, что залокение русловой сети в
_ 4 - ' условиях горных склепов не является случайным, а предопределено" рядок взаимосвязанных энергетических процессов.
Характер рисунков горных ландшафтов и. в частности, бассейнов, позволяет ретроспективно трактовать эндогенно и экзогенно обусловленные процессы, а в ряде случаев определять направление сиены экологических условий формирования почв.
На основе метода ландиафтно-индикационного дешифрировании коскосниаков разработаны принципы определения
ЭКОЛОГИЧесКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИрОДНО-аИТроПОГеШШХ (В /ТОМ ЧИСЛО
.урбанизированных) геосистем как функции от фонового состояния базового природного ландиафта, активного, антропогенного и' транзитного (пассивного) воздействия.
Применение различных методов дистанционного зондирования земной . поверхности наиболее актуально в условиях труднодоступных, в частности горных, ландшафтов. Опытные исследования по распознавании почв и растительности методом Флуоресцентного лазерного зондирования показали его информативность и перспективность.
Зацицаеыае полошиш . К защите представлена концепций почвенно-экологичвекого картографирования и моделирования горных геосистем, базирующаяся на следующих полевениях:
. -^природные процессы в условиях горных стран отличаются специфичностью. ннтенсивкостьа проявления, взаимообусловленность^' климатических. геологс-геокорФологичес-кях, гидрологических факторов, прішодяадх к разнооОразию экологических условий для форнирования почвенно-растительного покрова. Поэтому подходы к картографированию горных почв имеют свои особенности, при этом вавная роль принадлежит выявлению разнообразия рисунков ландшафтов.
- исследование рисунков фотообразов природных и антропогенных объектов по аэрокосиоснимкам в сочетании с аналитической информацией позволяет конструировать модели горних геосистем и виявлять экологические условия, в которых развивается почвенный покров гор.
- - девифрирование и картографирование горных морфоструктур позволяет оценить климатический и геолого-геоморфологический фактор в формировании различных рядов сопряженных типов почв. Закономерности высотной зональности наиболее ярко проявляются в пределах вулканических морфоструктур; ландшафты складчатых и
складчато-глыбовнх морфоструктур характеризуются через геосистемы водосборных бассейнов.
горный литоводосборный бассейн является фундаментальной геосистемой - целостным природным оь^ектом. развитие которого регламентируется рядом энергетически сопрязенннх динамических процессов, составляющих единый механизм.
горное речное русло является самостоятельной эмердяентноа системой, образующейся в результате взаимодействия нескольких основных процессов через механизм обратной связи.
в горных условиях характер антропогенных нагрузок на ландшафты определяется геоморфологическими осооенностяни территории, почвенно-растительным покровом и спецификой горно-долинной циркуляции воздуха. Горно-долинные геосистемы являются зонами повышенного экологического риска.
Практическая значимость работы.
Основные полонення работы могут служить теоретической и методической основой при картографировании как почвенного покрова, так и ландшафтов гор. Разработанные теоретические модели функционирования горных геосистем могут способствовать' развития фундаментальной базы в разделе системного подхода к почвенно-географическим исследованиям. В работе приведены примеры практического применения троретических концепций как при оценке экологических последствий природных катастроф, так и при ретроспективном анализе развития горных геосистем и их компонентов. Разработанная методика - дешифрирования антропогенных нагрузок (особенно' в урбанизированных зонах) позволяет определять области повышенного экологического риска, а такве прогнозировать развитие экологических ситуаций при определенных природно-антропогенных параметрах. Опытные исследования по распознаванию почв и растительности методом флуоресцентного лазерного зондирования показали его информативность и перспективность особенно при исследовании труднодоступных природных объектов.
Результаты исследований могут быть использованы при организации почвенно-экологического мониторинга и создания баз данных географических информационных систем - ГИС.
Апробация работы
Основные.положения диссертации излояены в 33 публикациях. Результаты исследований были представлены на ряде всесоюзных - и
международных конференций по картографии и ландшафтоведению (Носква.1386. 1987, 1390, 1391. Львов, 1988); по проблемам преобразования горной среди ч(Москва - Цахкадзор, 1989): дистанционноыи зондированию (Лазеры'89. \ Ныо Орлеан. США; Яваскала, Финляндия, 1992). ..' . '
Структура и объсн работы
Диссертация состоит из введения, шести глав, приложения, выводов, списка литературы. Диссертация излокена на ?/-, страницах и содержит' Т. рисунков и . /? таблиц. Список литературных источников включает ~<^7)? названий работ отечественной и зарубейной литературы.