Моделирование ландшафтов и системный подход в изучении ландшафтоведения

С помощью системного подхода в ландшафтоведение внедряют моделирование – сов. процедур построения эмпирических и теоретических моделей. Используя модели в процессе изучения ландшафтов, можно переносить полученные знания с моделей на натуру. Модель замещает объект изучения на определен. время. Построение основано на 2х принципах: редукционизма, т. е. разложения сложного объекта на элементы для упрощенного его изучения, интегратизма, объединения этих элементов для синтеза. Это незаменимый способ исследования таких сложно организованных объектов, как ландшафты. Используют следующие классы моделей: вербальные, матричные, графические, математические. Математические модели имеют большое значение в решении задач ландшафтоведения. Целесообразно использовать все классы моделей.

Кклассу вербальных моделей относятся модели-образы, дефиниции, законы науки, названия типов ландшафтов. Вербальными моделями можно замещать в исследовании изучаемый объект. В моделях-образах создается простое подобие изучаемого ландшафта. Дефиниции – понятия, определения, воспринятые в сознании исследователя. Они участвуют в формировании графич., картографич., математических моделей. Важность дефиниций заключается в мысленной программе исследований, сопряженном анализе внешних факторов изменения ландшафта, оценке взаимосвязи его компонентов. Законы науки – эмпирические и теоретические — выступают в роли моделей. Н-р, общий закон о связи компонентов ландшафта между собой позволил по растительности судить о почвах и о климате. Географические названия типов ландшафта — горный, дюнный, моренный, пойменный. Основная их функция – «портретная», заменить подробное описание моделью – представлением о типе ландшафта, вкл. в себя: 1) характеристики свойств компонентов (типы рельефа, почв, растительности, осн. параметры климата, литологический состав); 2) характеристики процессов функц-ния (сезонная продуктивность растительности, почв, климата, снежный покров, режим увлажнения, паводки и т.д.); 3)характеристики динамики и представления о неритмичных процессах (эрозия, сели, лавины, подтопление, затопление и т.д.); 4) элементы прогноза будущих состояний ландшафтов.

Матричные модели являются промежуточным звеном между вербальными, блоковыми, а иногда и картографическими моделями. Их применяют как инструмент типологической группировки ландшафтов, где столбец и строка – 2 группы признаков типизации, н-р, тепло- и влагообеспеченность. Они используют для изучения приграничных ландшафтов, объясняя размещение ландшафтов, и для оценки связи: воздействие - изменения - последствия.

Графические модели. Вэтот класс моделей входят блоковые и картографические. Блоковые модели занимают промежуточное место: вербальные — блоковые — математические. Они графически отражают реальную связь между элементами и частями систем и системой в целом, между системой и ее окружением.

Блоковая модель социофункционального анализа ландшафта явл-ся моделью отношений общества к природе. Модель базируется на представлениях о связях потребностей общества, свойствах ландшафта, действий общества по удовлетворению потребностей, изменениях свойств ландшафта, + или - последствиях, действий общества в оценке последствий, корректировке предшествующих действий.

Картографические модели и профиликартографической модели ландшафта начинают создавать с ландшафтной карты на этапе полевых ландшафтных исследований. Ландшафтная карта и профиль позволяют изучить внутреннюю структуру комплексов, установить взаимосвязь между компонентами ландшафта и между самими ландшафтами, выявить сложность, разнообразие, контрастность, расчлененность границ, взаимную удаленность или соседство. Ландшафтная карта и профиль как своеобразная информационная система в свернутом виде содержат данные о компонентах природы. Для повышения информацион. ёмкости картогр. модель дополняется – легендой, в кот. описывают основные признаки ПТК: геол. строение, мощность, литолог. состав, возраст, генезис, засоленность горизонтов до регионального водоупора, рельеф (крутизна, длина, форма, экспозиция склонов, линий токов, возраст форм рельефа), почвенный покров (его структура, генетические разности почв), грунтовые воды (глубина залегания, тип водного питания, тип химизма, степень минерализации, направление бокового притока или оттока), поверхностные воды (общая характеристика и их соотношение с грунтовыми водами, водный режим и баланс), растительность (соврем. состояние и характерные виды, предположительное сообщество, бывшее на месте пашни или выгона).

Аэроснимки и космические снимки. Важными и ценными знаниями о ландшафтах выступают модели – заместители местности, полученные в рез-те различного вида дистанционных съемок (фото, тепловой, лазерной, радарной). Разрешающая способность приборов определяет меру замещения местности отделением существенных и несущественных черт. Снимки содержательны, но выполняют функцию модели-протокола, а не модели-гипотезы или модели-синтеза, т.к. занимают определенное место в ряду: местность - блоковая модель - снимок - карта. Работа с подобными моделями находится на начальной стадии.

Системный подход позволил разработать обобщенные модели ландшафта как системы, состоящей из взаимосвязанных компонентов, и системы взаимосвязанных комплексов низшего ранга. Разрабатывают модели природных, природно-технических, антропоэкологических, рекреационных геосистем и процессов их исследования. Основное содержание моделей ландшафтов отражает состав элементов системы и их активность, характер изменений системы. В состав элементов природы входят: литосфера, гидросфера, биосфера, атмосфера, почва. В этой цепочке преобладает вертикальная составляющая: между литосферой и атмосферой, атмосферой и гидросферой, почвой и биотой. В горизонтальной составляющей осн. внимание уделяют пространственной организации ландшафта.

В модели природно-технической геосистемы основные подсистемы – природа и технические устройства. Это уже новый объект проектирования — геотехническая система (геотехсистема). Природный комплекс здесь рассматривают как ресурсовоспроизводящую систему, которая может ограничивать или ставить под угрозу работу технического устройства. Концепция моделирования геотехнической системы направлена на проектирование целостной территориальной природно-технической системы. При этом проектируют и организуют не только технику, но и природу. Современные блоковые модели разрабатывают как для междисциплинарных, так и отраслевых условий. Разрабатываемые в рамках ландшафтоведения блоковые модели природных и природно-технических систем показывают большое разнообразие, широту содержания, высокий уровень абстракции в ходе решения проблем.