Кафедра ландшафтного строительства

УГЛТУ

КАФЕДРА ЛАНДШАФТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Реферат по предмету «Ландшафтоведение»

Тема:

«Подходы к изучению ландшафтов»

 

 

Екатеринбург 2009 г.

ПЛАН.

1. Общие положения.

2. Ландшафт как геосистема.

3. Методика изучения ландшафтов.

4. Ландшафтный подход в природоведении.

5. Модели в ландшафтоведении.

6. Схема ландшафтного исследования.

7. Список используемой литературы.

Общие положения.

 

В настоящее время, когда человек на высоком уровне развития науки и производительных сил своей деятельностью коренным образом изменяет компоненты природы, появляется проблема сосуществования человеческого общества и окружающей его сре­ды. Отношения человека и природы должны обеспечить гармо­ничное сочетание суверенных интересов человека и общества со столь же суверенными «интересами» природы.

Человек в своей жизнедеятельности не может отказаться ни от использования природы, ни от изменения компонентов природы, ни от научно-технического прогресса. Следовательно, необходимо познание и использование в практической деятельности законов формирования и функционирования особых социоприродных или, по географической терминологии, техноприродных систем. Необходимо научное обоснование синтеза природных процессов и деятельности человека. Законы формирования, функционирова­ния и развития техноприродных систем не являются ни чисто природными, ни чисто социальными, они дают знания об особых процессах при взаимодействии человека и природы. Учет этих за­конов как раз и должен обеспечить коэволюцию, т. е. совместное развитие природы и человеческого общества. Отношения человека с природой можно разделить:

на природоведение — познание объективных законов возникно­вения, развития, функционирования отдельных компонентов природы и их совокупности в виде природно-территориальных комплексов или геосистем различной значимости;

природопользование — вовлечение в общественное производство вещества, энергии и информации, содержащихся в компонентах природы, получение определенных услуг для удовлетворения ма­териальных и культурных потребностей человеческого общества;

природообустройство — согласование требований природопользователей и свойств природы, придание ее компонентам новых свойств, повышающих потребительскую стоимость или полез­ность компонентов природы, восстановление нарушенных компонентов и защита их от негативных последствий природопользова­ния.

В природообустройство входит мелиорация земель разного на­значения: сельскохозяйственных, водного и лесного фондов, по­селений, промышленности, транспорта, связи; рекреационного, оздоровительного, историко-культурного, научного, оборонного назначения.

Составляющая природообустройства — восстановление свойств компонентов природы или даже самих компонентов после их ис­пользования: рекультивация земель, нарушенных при добыче по­лезных ископаемых, в результате строительства; восстановление растительного покрова; восстановление (возобновление) запасов и качества подземных и поверхностных вод; очистка загрязненных территорий и т. п.

Элементом природообустройства является природоохранное обустройство территорий: воссоздание экологической инфра­структуры на водосборах; борьба с водной и ветровой эрозией; восстановление естественной гидрографической сети, особенно малых рек, водоохранных зон; защита от некоторых природных стихий (наводнений, подтоплений, оползней, размыва берегов, суховеев).

Природообустройство  глубоко вмешивается в ход природных процессов, вызывает порой необратимые изменения в развитии и функционировании природных систем, связано с расходованием большого количества материальных, энергетических, трудовых и денежных ресурсов, поэтому оно должно проводиться в условиях гласности, на определенной правовой основе, после всесторонней независимой высокопрофессиональной экспертизы, его послед­ствия должны надежно прогнозироваться и контролироваться после осуществления.

Научная теория оптимизации человеческого воздействия на природу была выдвинута В. И. Вернадским и развита его последо­вателями в концепции ландшафтного подхода как одного из важ­нейших направлений географии.

Становление и развитие ландшафтоведения как науки нераз­рывно связано с именами выдающихся ученых: А. Гумбольдта (1769-1859), К. Риттера (1779-1859), В.В.Докучаева (1846— 1903). Идея единства и взаимосвязи природных явлений на Земле была развита в трудах немецкого ученого Александра Гумбольдта. Российский ученый В. В. Докучаев сформулировал представление о закономерных связях между компонентами природы, обосновал учение о почве как особом природном объекте, дал комплексную характеристику природных зон России.

В дальнейшем изучение физико-географических комплексов разного ранга нашло развитие в трудах Г. Н. Высоцкого (1865— 1940), Г. Ф.Морозова (1867-1920), Л.С.Берга (1876-1950), А. А. Борзова (1874-1939), Р. И. Аболина (1886-1939). Л. С. Берг первым дал научное определение понятия «ландшафт», выделил на территории России ландшафтные зоны, ввел разделение ланд­шафтов на природные и культурные.

Теоретические основы ландшафтоведения в дальнейшем были развиты в работах С. С. Неуструева (1874—1928), Б. Б. Полынова (1877-1952), Л. Г. Раменского (1884-1953), С. В. Калесника (1901—1977), В. Н.Чукачева (1880—1967) и других исследовате­лей.

Большое значение для теории и практики географических и ланд­шафтных исследований имеют труды Н.А.Солнцева, А.Г.Иса­ченко, Д. Л. Арманда, Ф. Н. Милькова, В. С. Преображенского, В. А. Николаева, А. М. Шульгина, В. С. Аношко, К. Н. Дьяконова, В. М. Чупахина, М. В. Андриишина, В. Б. Сочавы, М. А. Глазове-кой и др.

Ландшафтоведение как раздел физической географии является методологической основой для усовершенствования и обустрой­ства ландшафтов, разработки методов и способов использования нетронутых или антропогенно измененных ландшафтов, их вос­становления. Ландшафтоведение как наука не обходится без гео­графического изучения природного устройства территории по компонентам (растительности, почвам, водам, литогенной основе, воздушной среде). Ландшафтоведение обладает необходимыми те­оретическими и методологическими разработками, накопленным практическим опытом для решения проблем исследования терри­торий в целях их охраны и использования. Наиболее содержатель­ную информацию о естественных ресурсах территории, ее специ­фике заключают в себе природно-территориальные комплексы — ландшафты.

Последние также рассматривают в качестве своеоб­разного природно-ресурсного района. Главная цель рационально­го природообустройства и природопользования заключается в конструировании культурных ландшафтов, т. е. в целенаправлен­ном изменении природно-территориальных комплексов на науч­ной основе в интересах общества. Для достижения этого в ландшафтоведении разработан ряд основополагающих принципов:

сотворчество с природой, т. е. максимальное использование ес­тественных ресурсов ландшафта, структуры, динамики в настоя­щем и будущем с учетом интересов природы;

необходимость полифункциональности хозяйственной органи­зации ландшафтов и их морфологической структуры;

учет естественных возможностей ландшафтов, как среды для проживания и пригодности к производственной деятельности;

пространственная физико-географическая дифференциация ландшафтов для рационального природопользования;

организация геосистемного мониторинга;

внимание к экологической экспертизе (анализ, прогноз-пре­дупреждение).

Рациональное отношение к природе исключает нежелательные последствия, ущерб самим ландшафтам, здоровью и безопасности людей, способствует гармоничному развитию природы и обще­ства.

Независимо от практических целей изучение ландшафтов и других геосистем как фрагментов объективной реальности важно для познания организации природы Земли и общей картины со­стояния мира. Человечество живет в среде, где успехи и неудачи любой науки воздействуют на сложно организованную систему (географическую оболочку) и ее части (ландшафты).

Сложность ландшафтов обусловлена многоэлементарностью и полиструктурностью, гетерогенностью входящих в состав элемен­тов частей неживой и живой природы, человека, многообразием внутренних и внешних связей, многообразием состояния, иерар­хичностью, типологическим разнообразием и неповторимостью каждого ландшафта. Изучение этого обычного для человека мира, соразмерного с человеком и его деятельностью, порождает впечат­ление обыденности, общедоступности и кажущейся легкости по­знания ландшафтов, объяснений на уровне здравого смысла. Оце­нивая сложность ландшафтов, А. Г. Исаченко писал, что ланд-шафтоведение — это отнюдь не легкая наука, а значительно более трудная, чем любая из отраслевых дисциплин. Познание ланд­шафтов увеличивается и углубляется.

Ландшафт как геосистема.

 

Все объекты, изучаемые ландшафтоведением, объединены по­нятием «геосистема» или природно-территориальный комплекс (ПТК). Геосистема охватывает все природные географические единства, от географической оболочки Земли до самых простых, элементарных структур. Геосистема — это не простое сочетание компонентов, а сложное, целостное материальное образование с определенной организацией вещества Земли. Геосистема — это пространственно-временная система географических компонен­тов, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое. Объект изучения ландшафтоведения — геосис­темы разных уровней. Термин «геосистема» предполагает особую системную сущность объекта, его принадлежность к системам, выраженным в универсальной форме организации природы. Вся природа — системная организация, состоящая из систем разных типов и порядков. Системная концепция отражает всеобщую вза­имосвязь и взаимодействие предметов и явлений природы. Поэто­му геосистему следует рассматривать как систему особого класса, высокого уровня организации, со сложной структурой и взаимной обусловленностью компонентов, подчиняющихся общим законо­мерностям. Если под ландшафтом понимают реальный, многооб­разный природный объект, то под системой — его структуризиро ванный, лаконичный образ. Соотношение между ландшафтом и геосистемой приблизительно такое же, как между природным процессом и его математическим описанием. Любая геосистема имеет следующие особенности: состоит из набора взаимосвязан­ных элементов; является частью другой, более крупной системы; состоит из подсистем более низкого уровня.

Модели в ландшафтоведении.

 

Моделирование — мощный инструмент познания природы. Модель подобна оригиналу. Она замещает объект изучения на определенное время. Построение моделей основано на двух 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. Су­ществует образное выражение характеристики функций моделей: «Модель — это мост между наблюдением и теорией». Используют следующие классы моделей: вербальные, матричные, графичес­кие, математические. Математические модели имеют большое значение в решении задач ландшафтоведения. Целесообразно ис­пользовать все классы моделей.

Вербальные модели. К классу вербальных моделей относятся модели-образы, дефиниции, законы науки, названия типов ланд­шафтов. Вербальными моделями можно замещать в исследовании изучаемый объект. В моделях-образах создается достаточно про­стое подобие изучаемого ландшафта. Основная функция моделей-образов — помочь нахождению аналогии (изоморфизма) между ландшафтом и другими хорошо изученными объектами для позна­ния ландшафтов, подходов и методов исследования.

Дефиниции — понятия, определения, воспринятые в сознании исследователя. Они участвуют в формировании графических, кар­тографических, математических моделей. Важность дефиниций заключается в мысленной программе исследований, сопряженном анализе внешних факторов изменения ландшафта, оценке взаи­мосвязи его компонентов.

Законы науки — эмпирические (о связи явления А с явлением В) и теоретические — также выступают в роли моделей. Напри­мер, 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, т. е. представле­нием о типе ландшафта. Названия типов ландшафтов включают в себя:

характеристики свойств компонентов (типы рельефа, почв, ра­стительности, основные параметры климата, литологический со­став);

характеристики процессов функционирования (сезонная про­дуктивность растительности, почв, климата, снежный покров, ре­жим увлажнения, паводки и т. д.);

характеристики динамики и представления о неритмичных процессах (эрозия, сели, лавины, подтопление, затопление и т.д.);

элементы прогноза будущих состояний ландшафтов.

Матричные модели. Они являются промежуточным звеном меж­ду вербальными, блоковыми, а иногда и картографическими моде­лями. В основном их применяют в качестве инструмента типологи­ческой группировки ландшафтов, где столбец и строка — две груп­пы признаков типизации, например тепло- и влагообеспеченность. Матричные модели используют для изучения приграничных ланд­шафтов, объясняя размещение ландшафтов относительно друг дру­га, и для оценки связи: воздействие - изменения - последствия.

Графические модели. В этот класс моделей входят блоковые и картографические. Блоковые модели занимают промежуточное место в ряду: вербальные — блоковые — математические. Они гра­фически отражают реальную связь между элементами и частями систем и системой в целом, между системой и ее окружением. Они выразительно, явно (в отличие от математических) и нагляд­но отражают идею и концепцию. 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. Язык модели — это не просто сочетание геометрических фигур и стрелок, а графичес­кая запись знаний, идей, планов, содержание которой передается формой, размером и порядком значков. Под элементами модели (природные, техногенные) подразумевают характеристики компо­нентов. Связи между компонентами обозначают стрелками, ха­рактеризующими их направленность. Завершение связи происходит в трансформации моделей компонентов, в модели круговоро­тов вещества, энергии и информации. Систему обозначают замы­кающим (охватывающим) элементы и внутренние связи конту­ром. Его замкнутость символизирует целостность системы, нали­чие контура, охватывающего элементы, выражает выделенность системы. Часть системы — совокупность элементов, обладающую некоторой общностью, чаще всего функциональной (управляемая часть, биотическая часть и т. п.), выделяют замкнутым пунктир­ным контуром. Пунктир обозначает меньшую, чем в целом для системы, связность элементов, несамостоятельность частей.

Принятая унификация знаков и порядок их использования яв­ляются средством коммуникации между пользователями.

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 основное 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, а не только на вписывание и согласование действий технических устройств  с природными процессами. 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.

Блоковая модель социофункционального анализа ландшафта является моделью отношений общества к природе, которые мож­но рассматривать или в качестве подсистем одной системы, или как равноправные системы. Модель базируется на представлени­ях о связях потребностей общества, свойствах ландшафта, дей­ствий общества по удовлетворению потребностей, изменениях свойств ландшафта, положительных или отрицательных послед­ствиях, действий общества в оценке последствий, корректировке предшествующих действий. Функциональный анализ модели включает два блока: первый характеризует предмет исследова­ния — ландшафт и суперсистему (общество) и их элементы; второй — действия аналитика. Основа анализа — отношения ланд­шафтов и суперсистемы. Ландшафт, его элементы со свойствами определяют возможность выполнения ими требуемых функций: улучшение выполнения своих функций при воздействии мелио­рации, способность к изменениям; устойчивое выполнение воз­ложенных функций:  возобновимость положительных свойств при нагрузке, средовоспроизводящих функций; сохранение свя­зей компонентов (линейные, цикличные, ветвящиеся); сохране­ние природных механизмов самоорганизации и саморегулирова­ния; сочетание саморегулирования и управления (для природно-технических систем).

Значительное внимание уделяют не просто свойствам, а спо­собности изменять и воспроизводить состояния. Поэтому рас­смотрение второго блока содержит действия, связанные с «опере­жающим отражением действительности», рассматривает то, что может произойти со свойствами исследуемого объекта.

В модели учитывают и элементы субъект-объектных отноше­ний, которые могут быть идеальными, оптимальными, нормаль­ными (допустимыми), критическими, катастрофическими. Это оценки последствий выполнения ландшафтами функций при на­грузке, некотором воздействии. Для рассматриваемых отношений целесообразно охарактеризовать: объем потребностей на единицу времени, соотнесенных с единицей учета «потребления» (человек, единица производства продукции); нагрузку на ландшафт в еди­ницу времени (на единицу территории). Важны понятия: польза, полезность, возможность выполнения функций, опасность, вред­ность, затруднение в выполнении функций, надежность.

В задачи социофункционального моделирования входят: ин­вентаризация полезных качеств, оценивание, слежение за измене­нием состояния (мониторинг), проектирование, конструирова­ние, прогнозирование, нормирование, экспертирование, регули­рование. Они имеют свою методологическую и теоретическую базу.

Картографические модели и профили картографической 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 информационной емкости картографическая модель ландшафта дополняется сопровождаю­щим карту текстом — легендой, в которой описывают основные признаки природно-территориальных комплексов: геологическое строение, мощность, литологический состав, возраст, генезис, засоленность горизонтов до регионального водоупора, рельеф (кру­тизна, длина, форма, экспозиция склонов, линий токов, возраст форм рельефа), почвенный покров (его структура, входящие в него генетические разности почв), грунтовые воды (глубина зале­гания в естественных условиях и при мелиорациях, 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 (современное состояние и характерные виды, предположительное сообщество, бывшее на месте пашни или выгона). Емкость повышают за счет обогащения контуров ин­дексами и цифрами, раскрывающими характеристики компонен­тов в легенде. Ландшафтное картографирование и профилирова­ние раскрывают природное «содержание» исследуемой террито­рии. Кроме этого выделяют инфраструктурные контуры, дороги, лесополосы и т. д. Существует направление, способное повысить информативность ландшафтной картографической модели путем перехода от единой карты к серии карт, к сложной картографи­ческой модели. Контуры ландшафтов в этом случае рассматрива­ют как операционные территориальные единицы, которые груп­пируют и типизируют по свойствам или по отношению к челове­ческой деятельности. Например, формируют модели, состоящие из двух карт: ландшафтной и современной антропогенной.

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

УГЛТУ

КАФЕДРА ЛАНДШАФТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА