Ландшафтный подход в природоведении.

Ландшафтный подход по отношению к другим подходам пред­ставляет собой ветвь более общего системного подхода и обладает всеми его чертами. Однако он нацелен лишь к одному обширному классу систем — земным, подкласс — уже связан с географической оболочкой, а род — с ландшафтной системой. Ландшафтный под­ход ориентирован на изучение важнейшей оболочки Земли. Ее особенность — наличие жизни, которая определяет многие свой­ства литосферы, атмосферы, гидросферы, изменяет флору и фау­ну. Ландшафтный подход направлен на изучение целостности изучаемого объекта, обусловленной взаимоотношениями его эле­ментов и связями со средой. Изучая любой объект или любой про­цесс на Земле, важно знать, что он либо входит в одну ландшафт­ную систему, либо охватывает несколько таких систем. Объект природы или является проявлением ландшафта, или испытывает его влияние, или сам способен его изменить. Суть ландшафтного подхода: рассмотрение не только объекта изучения, но и его среды как иерархически сложно сформированного целого. Например, человеческая деятельность может так изменить свойства ланд­шафтов, что эти измененные свойства будут отрицательно дей­ствовать на самого человека. Появление ландшафтного подхода — большое достижение ландшафтоведения. Его применение — ре­альное признание его ведущей роли в современном естествозна­нии. Привлечение ландшафтного подхода к разработке и реше­нию проблем взаимодействия общества и природы, проектирова­нию и созданию природно-технических геосистем, природоохран­ной деятельности подтвердило его работоспособность в междисциплинарных научно-технических разработках.

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.