Подходы к изучению ландшафтов
Федеральное агентство по высшему образованию РФ
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.
1. 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 сре-ды. Отношения человека и природы должны обеспечить гармо-ничное 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, функционирова-ния 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 за-конов 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 возникно-вения, 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 ма-териальных и культурных потребностей человеческого общества;
природообустройство -- согласование требований природопользователей и свойств природы, придание ее компонентам новых свойств, повышающих потребительскую стоимость или полез-ность компонентов природы, восстановление нарушенных компонентов и защита их от негативных последствий природопользова-ния.
В природообустройство входит мелиорация земель разного на-значения: сельскохозяйственных, водного и лесного фондов, по-селений, промышленности, транспорта, связи; рекреационного, оздоровительного, историко-культурного, научного, оборонного назначения.
Составляющая природообустройства -- восстановление свойств компонентов природы или даже самих компонентов после их ис-пользования: рекультивация земель, нарушенных при добыче по-лезных 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 инфра-структуры 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 послед-ствия должны надежно прогнозироваться и контролироваться после осуществления.
Научная теория оптимизации человеческого воздействия на природу была выдвинута В. И. Вернадским и развита его последо-вателями в концепции ландшафтного подхода как одного из важ-нейших направлений географии.
Становление и развитие ландшафтоведения как науки нераз-рывно 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 ланд-шафтов 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 исследовате-лей.
Большое значение для теории и практики географических и ланд-шафтных исследований имеют труды Н.А.Солнцева, А.Г.Иса-ченко, 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 обустрой-ства ландшафтов, разработки методов и способов использования нетронутых или антропогенно измененных ландшафтов, их вос-становления. Ландшафтоведение как наука не обходится без гео-графического изучения природного устройства территории по компонентам (растительности, почвам, водам, литогенной основе, воздушной среде). Ландшафтоведение обладает необходимыми те-оретическими и методологическими разработками, накопленным практическим опытом для решения проблем исследования терри-торий в целях их охраны и использования. Наиболее содержатель-ную информацию о естественных ресурсах территории, ее специ-фике заключают в себе природно-территориальные комплексы -- ландшафты.
Последние также рассматривают в качестве своеоб-разного природно-ресурсного района. Главная цель рационально-го природообустройства и природопользования заключается в конструировании культурных ландшафтов, т. е. в целенаправлен-ном изменении природно-территориальных комплексов на науч-ной основе в интересах общества. Для достижения этого в ландшафтоведении разработан ряд основополагающих принципов:
сотворчество с природой, т. е. максимальное использование ес-тественных ресурсов ландшафта, структуры, динамики в настоя-щем и будущем с учетом интересов природы;
необходимость полифункциональности хозяйственной органи-зации 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-пре-дупреждение).
Рациональное отношение к природе исключает нежелательные последствия, ущерб самим ландшафтам, здоровью и безопасности людей, способствует гармоничному развитию природы и обще-ства.
Независимо от практических целей изучение ландшафтов и других геосистем как фрагментов объективной реальности важно для познания организации природы Земли и общей картины со-стояния 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 элемен-тов частей неживой и живой природы, человека, многообразием внутренних и внешних связей, многообразием состояния, иерар-хичностью, типологическим разнообразием и неповторимостью каждого ландшафта. Изучение этого обычного для человека мира, соразмерного с человеком и его деятельностью, порождает впечат-ление обыденности, общедоступности и кажущейся легкости по-знания ландшафтов, объяснений на уровне здравого смысла. Оце-нивая сложность ландшафтов, А. Г. Исаченко писал, что ланд-шафтоведение -- это отнюдь не легкая наука, а значительно более трудная, чем любая из отраслевых дисциплин. Познание ланд-шафтов увеличивается и углубляется.
2. Ландшафт как геосистема.
Все объекты, изучаемые ландшафтоведением, объединены по-нятием «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 компонен-тов, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое. Объект изучения ландшафтоведения -- геосис-темы 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 вза-имосвязь и взаимодействие предметов и явлений природы. Поэто-му геосистему следует рассматривать как систему особого класса, высокого уровня организации, со сложной структурой и взаимной обусловленностью компонентов, подчиняющихся общим законо-мерностям. Если под ландшафтом понимают реальный, многооб-разный 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 взаимосвязан-ных элементов; является частью другой, более крупной системы; состоит из подсистем более низкого уровня.
3. Методика изучения ландшафтов.
Методика ландшафтоведения -- это комплекс общенаучных под-ходов, приемов и способов получения эмпирического и теоретичес-кого обобщения в целях познания пространственно-временной организации ландшафтов и их связей с другими объектами. Комп-лекс подходов -- это не просто их совокупность, а стройная система взаимосвязанных методов, отражающая взаимосвязь изучаемых объектов, их свойств и взаимодействие географических наук. Все многообразие методов и приемов, используемых ландшафтоведе-нием, имеет одну основу -- применение пространственно-сравни-тельного подхода, который может проявляться в словесных, блоко-вых, картографических, математических моделях. Здесь сравнивают элементы, системы, факторы, состояния, организацию, выявляют общее и индивидуальное, групповые свойства, ищут изоморфизм (аналогию). Постоянной основой такого подхода является карто-графирование ландшафтов. Методика ландшафтоведения опирает-ся и на полисистемные модели, отражающие непрерывно-дискрет-ное строение географической оболочки.
Сравнительный подход. Он объединяет комплекс методов, основой которого служит логический прием сравнения, заключающийся в сопоставлении и выявлении сходства и разли-чия организации, свойств, состояний, процессов двух и более ланд-шафтов. Это могут быть как рядом расположенные или существу-ющие в одно и то же время, так и удаленные в пространстве и во времени ландшафты, находящиеся под влиянием одних и тех же или различных факторов. На основе сопоставления делают выво-ды о закономерностях формирования и развития ландшафтов в пространстве и во времени. Такой подход является базовым на этапе эмпирического и теоретического обобщения при разработке классификаций и легенд карт районирования, оценки и прогнози-рования. Сравнительный подход усложняется с общим развитием науки и техники и привлекает системный подход и математичес-кие методы. Существуют два направления применения сравни-тельного подхода: для прогнозирования состояний и поведения геосистем. Первое предполагает сопоставление слабо изученного объекта с хорошо изученным аналогом. Во втором сопоставляют одинаково изученные ландшафтные объекты, находящиеся либо на одной, либо на разных стадиях развития.
Исторический подход. Он широко использует ло-гические операции сравнения состояний. Анализируют измене-ния существенных характеристик либо самого комплекса, либо факторов, его формирующих. Он объединяет большое число мето-дов и операций. Развиваясь, исторический подход трансформиру-ется в более общий -- временной. Современный исторический подход обогащен математическими методами обработки и анализа данных, применения моделирования для воссоздания разномасш-табных изменений и выявления сущности пространственно-вре-менной организации ландшафтов.
Системный подход. С его помощью в ландшафтове-дение внедряют моделирование -- совокупность процедур постро-ения эмпирических и теоретических моделей. Используя модели в процессе изучения ландшафтов, можно переносить полученные знания с моделей на натуру. Системный подход -- система опре-деленно упорядоченных процедур.
Картографический подход. Анализ карты в гео-графии служит средством применения пространственно-вре-менного сравнительного подхода. На картах фиксируют на-блюдения, устанавливают по ним морфологическую структуру ландшафта (по полевым наблюдениям или дешифрированием аэрофотоматериалов), получая в результате ландшафтную кар-ту, схему ландшафтного районирования. Карты -- это знаковая пространственная модель геосистемы, полученная по опреде-ленным законам. В этом качестве она становится источником новой информации о свойствах ландшафта. Создание и анализ карты состоят из комплекса циклов: наблюдательных, техни-ческих, логических, измерительных. Большое значение имеют алгоритмизация и автоматизация процессов построения и изу-чения карты на основе математической теории распознавания образов.
Существует несколько определений географических информа-ционных систем (ГИС), которые всесторонне характеризуют это понятие. Наиболее распространено определение ГИС как инфор-мационной системы, осуществляющей сбор, хранение, обработку и отображение пространственно-распределенной информации. ГИС объединяет информацию, содержащуюся на географических картах, с кадастровыми, экологическими и другими данными в за-висимости от ее назначения.
Географические информационные системы включают в себя технологию для организации, хранения, представления и анализа (определения взаимоотношения) пространственных данных с по-мощью компьютера. Применение ГИС разнообразно: картогра-фия, землеустройство, мелиорация, лесоводство, экология, оцен-ка состояния окружающей среды и др. ГИС позволяет интегриро-вать информацию по рассматриваемой проблеме, проводить ана-литические исследования и служит основой для принятия более обоснованных решений, т. е. ее можно использовать в системах поддержки принятия решений (СППР).
Создание ГИС включает следующие этапы: создание (разра-ботка) цифровых баз пространственных данных, связывание баз данных, визуализация всех видов географически привязанной ин-формации, выполнение пространственного анализа, составление цифровых карт и отчетов, построение приложений для конкрет-ного пользователя, составление сопроводительного обзора функ-ций и возможностей.
Большая потребность в ГИС и рост популярности таких систем объясняются тем, что пространственные факторы являются со-ставной частью повседневной человеческой жизни, а также тем, что реальный мир состоит из многих географических компонен-тов, которые могут быть представлены в качестве связанных набо-ров пространственных данных. ГИС обладают возможностью свя-зывать различные наборы данных для рассматриваемой террито-рии и выполнять операции над различными слоями данных (объе-динять, накладывать, создавать новые), так как в качестве объединяющего принципа они используют пространственное (географическое) положение всех данных. Объединение различ-ных данных дает новую информацию для анализа, а следователь-но, увеличивает ценность этих данных.
Методы районирования и классификации ландшафтов.
В середи-не XX в. районирование и классификацию рассматривали как ос-новную самостоятельную задачу, как конечный результат ланд-шафтного исследования. В настоящее время они являются вспо-могательными, так как имеют особое значение в систематизации географической информации.
Объектами классификации и районирования служат не только длительные свойства, но также природные и природно-технические системы. Расширение объектов исследования меняет способы получения данных и методы их обработки. Методика районирова-ния включает такие приемы, как визуальный анализ ландшафтной карты, причем большего масштаба, чем планируемое исследова-ние. Также реализуются методы сопряженного анализа компонен-тов ландшафта и территориальных объектов, отраженных на тема-тических картах. Для этого проводят выбор признаков, наиболее информативных для конкретных целей районирования (научных или практических), оценивают надежность и достоверность полу-ченного результата, разрабатывают критерии оценки соподчинен-ности получаемых границ территорий.
Конкретные физико-географические классификации строят на основе многоступенчатого анализа набора признаков геосистем и существующих типизации. В классификации объектов используют деревья логических, фактических и региональных возможностей, объединяющие отдельные разрозненные классификации. Форма-лизованные методы анализа информации позволяют широко использовать методы моделирования и осуществлять классифика-цию с помощью компьютеров.
Экспедиционные, стационарные, дистанционные методы.
Эти ме-тоды направлены на получение исходной информации. Их разви-тие связано с совершенствованием системы организации исследо-ваний и общей методологии ландшафтоведения. Совершенствова-ние стратегии и технической базы исследований (датчиков, само-писцев, измерительной и съемочной аппаратуры для аэро-космических съемок, развитие электроники) привело к тому, что исследователь от непосредственного контакта с изучаемым объек-том переходит к дистанционным методам его изучения. В стацио-нарных или камеральных условиях проводят анализ, измерения по топографическим и тематическим картам, аэрокосмическим снимкам, систематизируют литературные и фондовые данные. С помощью экспедиционных методов выясняют неясные свойства исследуемого объекта, решая задачи, связанные с выявлением свойств ландшафта, взаимосвязей его компонентов, простран-ственной структуры ландшафтов. В результате этого этапа разви-тия ландшафтоведения появился новый класс географических за-дач -- исследование формирования, динамики и функционирова-ния геосистем, поведения составных элементов, механизмов массо-энергообмена в геосистеме, природных режимов. Для этого необходима сеть физико-географических стационаров -- экспери-ментальных баз для проверки рабочих гипотез, накопления срав-нимого во времени материала о процессах, отладки отдельных ме-тодик.
Страницы: 1, 2
