i>Принцип перекрестного датирования. Данный принцип позволяет, сопоставляя серии приростов нескольких образцов, выявить одинаковые серии, относящиеся к одному и тому же времени. Например, год постройки деревянного строения можно определить, сопоставляя серии приростов образцов древесины, взятых из этого строения, с сериями приростов живых деревьев. Перекрестно датируя живую, умершую и погребенную древесину, отобранную в одном районе, можно построить довольно продолжительные региональные дендрошкалы. В настоящее время в мире построено несколько абсолютных непрерывных хронологий до 10 - 12 тыс. лет.

В неблагоприятных местообитаниях часто наблюдается выпадение годичных колец, т.е. прирост древесины отсутствует в пределах отдельной части или всей окружности ствола. Поздние и ранние заморозки, временные засухи и другие условия, сопровождающиеся последующим возобновлением прироста, часто приводят к образованию множественных колец, состоящих из нескольких «ложных». С помощью перекрестного датирования образцов, взятых из разных деревьев, но в одном местообитании, мы можем выявить такие кольца и избежать ошибки. Для этого также разработаны специальные компьютерные программы, например COFECHA.

Принцип массовости заключается в том, что чем больше образцов взято с одного конкретного дерева и с большего количества деревьев в пределах местообитания, тем более точными с точки зрения статистики будут полученные данные. С.Г. Шиятов, Е.А. Ваганов и др. рекомендуют отбирать образцы с 15 - 30 деревьев в пределах одного местообитания (в экстремальных условиях роста достаточно 10 - 15), а с каждого дерева - по двум радиусам. Опыт показывает, что в пределах многих фаций, особенно болотных, количество деревьев может составлять всего 3 - 5 единиц. В таких случаях отбирают керны из всех существующих деревьев.

Ландшафтно-дендрохронологическое исследование делится на пять этапов.

На первом этапе важно четко определить основные цели и задачи будущего исследования: какие факторы, влияющие на прирост деревьев, необходимо выявить в первую очередь, какова должна быть продолжительность хронологии и т.д. Полевые работы при ландшафтно-дендрохронологических исследованиях могут выполняться самостоятельно, а могут выступать как одно из направлений при комплексных физико-географических исследованиях.

Второй этап - выбор места отбора образцов и определение породы деревьев. В зависимости от поставленной задачи выбирают пробные площади. Они могут быть привязаны к доминирующим фациям разных ландшафтов, чтобы по полученным результатам можно было выявить синхронность (или асинхронность) колебаний прироста древесины в изучаемых ландшафтах в зависимости от общих изменений климатических условий. Очень часто пробные площади располагают по линии профиля, особенно когда основyая цель - выявление реакции древостоя на колебание уровня грунтовых вод (подтапливание или осушение) и местных или микроклиматических условий под воздействием геотехнических систем (водохранилищ или осушительных каналов). При выборе площадей необходимо руководствоваться принципом лимитирующего фактора, принципом экологической амплитуды и принципом выбора местообитания.

Выбор породы деревьев - также очень важный момент, поскольку породы различаются между собой продолжительностью жизни, плотностью древесины, выраженностью годичных колец. Чаще всего для изучения временных изменений прироста древесины на территории Восточно-Европейской равнины используют хвойные виды: сосну обыкновенную (Pinus sylvestris L.), ель европейскую, или обыкновенную (Picea abies (L.) Karst.), ель сибирскую (Picea obovata Ledeb.), лиственницу сибирскую (Larix sibirica Ledeb.) и европейскую, или опадающую (L. decidua Mill.), пихту сибирскую (Abies sibirica Ledeb.). Их древесина обладает невысокой плотностью, а границы колец видны хорошо. В горных районах это могут быть сосна горная (Pinus montana (L.) Mill.), стланиковые древесные породы. Возможно использование дуба, ясеня, в меньшей степени березы, черной ольхи, осины (в связи с затрудненностью прослеживания и измерения годичных колец).

На третьем этапе осуществляют отбор образцов - кернов. Керны (цилиндрики древесины) для дендрохронологического анализа берутся возрастным буром Пресслера. Для хвойных и лиственных пород применяют разные буры, отличающиеся маркой стали. Кроме того, буры различаются по диаметру и длине; сейчас наиболее распространенными являются буры диаметром 5 и 12 мм и длиной 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60 и 75 см. Если радиус дерева очень большой, то сначала берут керн буром длиной до 40 см, а затем в это же отверстие вставляют более длинный бур. Керны берутся на высоте 1,0-1,3 м от земли. Сверление производится строго перпендикулярно к продольной оси дерева и так, чтобы бур прошел через сердцевину или вблизи нее. Не рекомендуется брать керны с деревьев больных, поврежденных или гнилых, за исключением тех случаев, когда выясняют влияние вредителей, заболеваний, механических травм, пожаров и т.п. на прирост древесины. Количество образцов, взятых с одного местообитания и из каждого дерева, устанавливают принципом массовости. Необходимо отметить, что для каждой фации, в которой производится отбор образцов при ландшафтно-дендрохронологическом исследовании, обязательно выполняется комплексное физико-географическое описание.

Керны очень хрупки, поэтому для их хранения и транспортировки существуют различные приспособления. Из бумаги или полиэтилена изготавливают специальные контейнеры, внутренний диаметр которых на 2 - 3 мм больше диаметра образца, затем их помещают в картонные коробки. Можно использовать фотографические кюветы, вставленные одна в другую, с днищами, покрытыми тонким слоем пластилина.

В некоторых случаях, когда из-за трещин и гнилей невозможно отобрать керны (сухостой, валеж, полуископаемая, строительная древесина), приходится брать поперечные спилы деревьев. Раньше спилы отбирались и со здоровых деревьев, однако в настоящее время это практикуется крайне редко. Кроме того, наиболее старые одиночные деревья и лесные насаждения в европейской части страны, как правило, находятся под особой охраной.

На четвертом этапе производят первичную обработку данных: измерение ширины годичных колец, верификацию измерений методом перекрестного датирования (устранение ложных и фиксация выпавших колец), а также стандартизацию хронологии, т.е. устранение посторонних факторов (главным образом фактора возраста дерева). В результате получают не абсолютные значения, а так называемые индексы приростов, которые анализируют на заключительном этапе.

Для подсчета ширины годичных колец существуют специально сконструированные полуавтоматические комплексы, включающие бинокулярный микроскоп, двигающийся столик с подключенным к нему приспособлением, преобразующим электронный сигнал в цифровой, прерыватель сигнала и компьютер со специальным программным обеспечением. Чтобы измерить ширину кольца, предварительно отшлифованный наждачной бумагой керн или спил закрепляют на столике. Вертикальную линию измерительной линейки микроскопа совмещают с границей первого кольца, делают отметку, а затем перемещают столик с образцом древесины до границы следующего кольца и снова делают отметку. Данные автоматически заносятся в компьютер. Точность измерений составляет от 0,01 до 0,05 мм. Соответствующее программное обеспечение не только принимает измерения от столика, но позволяет сразу провести первичную обработку и получить индексы приростов. Однако такая аппаратура стоит очень дорого и имеется пока не во всех научных учреждениях.

В обычной практике отшлифованные керны сканируют сканером с разрешением не менее 600 dpi. Изображение можно корректировать, изменяя яркость, контрастность и другие параметры, чтобы границы колец были максимально различимы. С помощью специальных программ исследователь обозначает эти границы «мышью», а ширина колец (расстояние между отметками) рассчитывается уже автоматически. Данные представляют в виде колонки с абсолютными значениями приростов. Верификацию и стандартизацию хронологий проводят специальными компьютерными программами, например уже упомянутыми COFECHA и ARSTAN. Эти две программы предоставляются бесплатно через сеть Интернет.

Существуют и еще нередко применяются простейшие методы подсчета и измерения ширины годичных колец по кернам с помощью бинокулярной лупы (микроскопа) МБС-1 с 16- или 8-кратным увеличением, позволяющим достигнуть точности 0,05 - 0,1 мм. Этот метод достаточно трудоемкий, поскольку полученные данные вводят в компьютер вручную, однако его можно применять и в полевых условиях для получения предварительных результатов.

На последнем, пятом, этапе производится статистическая обработка полученных индексов прироста. Выбор методов и способ представления окончательных результатов зависит от поставленных на первом этапе целей и задач. Как правило, для сравнения хронологий между собой вычисляют коэффициенты корреляции, ковариации, синхронности и чувствительности. Применяют также кластерный, регрессионный и другие виды анализа. По материалам физико-географических описаний, а также используя метеоданные, производят факторный анализ, позволяющий выявить факторы динамики приростов.

Результаты исследования представляют в виде графиков хронологий - кривых прироста. Строят как индивидуальные, так и сводные кривые, которые получают путем осреднения данных по фациям и урочищам. Хронологии для ПТК ранга местности и ландшафта строят на базе хронологий доминирующих фаций. Для каждого вида деревьев строят отдельные кривые приростов.

В отчет о ландшафтно-дендрохронологических исследованиях включают также данные статистического анализа (таблицы, графики, дендрограммы и т.д.). Точки отбора образцов целесообразно нанести на ландшафтный профиль или ландшафтную карту. На карту могут быть нанесены и результаты исследований в виде изолиний одинакового прироста за определенный период (изоэпидоз).

Наблюдения на точках дают фактический материал, по мере накопления которого у исследователя складывается представление об основных взаимосвязях между отдельными компонентами природы и между разными ПТК, а также об условиях хозяйственного использования территории.

Маршрутные наблюдения между точками комплексных описаний дополняют последние и фиксируются в дневнике. По своему содержанию и объему они могут быть очень различными в зависимости от масштаба и целевого назначения исследований. При крупном масштабе точки комплексного описания зачастую закладываются в соседних комплексах. По маршруту отмечают те небольшие изменения, которые удается заметить по сравнению с уже описанной точкой, размеры и конфигурацию ПТК, характер перехода к другому комплексу. Если маршрут проходит через природные территориальные комплексы, в которых не запланировано комплексное описание точек вследствие того, что аналогичные комплексы уже были описаны ранее, то по маршруту делают краткую дневниковую запись вновь встреченных ПТК с элементами сравнения с уже описанными.

Средний и мелкий масштабы работ характеризуются «разбросанностью» точек, значительными расстояниями между ними, поэтому роль маршрутных наблюдений усиливается. Большое внимание уделяется морфологической структуре природных территориальных комплексов, активным ландшафтообразующим процессам, характеру хозяйственного использования и антропогенным изменениям природных комплексов.

3.8 Сбор образцов и других натурных экспонатов

Сбор образцов в поле не может носить случайный характер, так как каждый образец должен быть документирован (снабжен этикеткой и записан в бланк или дневник), тщательно упакован, транспортирован, а это требует и времени, и средств. Поэтому надо всегда определять заранее, для чего и сколько будет собрано образцов и экспонатов.

Гербарий и образцы растений.

Если отряд не имеет особого задания по сбору гербария для музея, кабинета, лаборатории, то по ходу самих комплексных физико-географических исследований в гербарий берут лишь те виды растений, которые требуют определения. Каждый вид собирают в нескольких экземплярах (не менее трех) и укладывают в папку, в стандартные листы бумаги (30 - 40 см). На этикетке записывают название экспедиции, номер точки, условия местообитания, дату сбора и фамилию собравшего. Сушку производят в туго перевязанных гербарных сетках, подвешенных на воздухе в тени. В первое время ежедневно меняют не только прокладки, но и сами «рубашки», в которых лежат растения (обычно это сдвоенные листы с клапаном). Позже, когда растения уже существенно подсохнут, можно ограничиться сменой только прокладок. Впрочем, процесс сушки зависит от того, какие растения засушивают. Злаки, как правило, высыхают быстро, не доставляя хлопот, а какие-нибудь суккуленты будут мокнуть, чернеть, плесневеть и т.д., и избежать этого очень трудно.

При сборе растений в гербарий следует соблюдать общепринятые правила: каждое растение берут целиком, включая верхнюю часть корневой системы; если растение слишком крупное, то в гербарий закладывают его отдельные характерные части. По возможности в гербарий должны попасть и цветы, и семена (плоды) или хотя бы что-то одно.

Собранные растения сохраняют под условными названиями до полного их определения. Если можно надеяться определить некоторые растения самим с помощью определителя или агронома, то вместо гербария можно принести на базу образцы в букете, поместив его в полиэтиленовый пакет, чтобы растения не слишком завяли.

Растения и растительные остатки могут быть собраны и для других целей. Так, на опорных точках могут браться образцы для сопряженных геохимических анализов, могут понадобиться спилы и керны деревьев для дендрохронологических исследований. Для таких сборов необходимо ознакомиться со специальными методиками.

Почвенные образцы, как правило, собирают в значительном количестве. При крупномасштабных исследованиях, ориентированных на оценку сельскохозяйственных земель, количество образцов, подлежащих различным видам анализов, определяется инструкцией почвенной съемки. В других случаях образцы могут быть собраны в ином объеме, предусмотренном программой работ. Часть образцов берется только для повторного просмотра на базе (смотровые образцы). Они могут иметь произвольные размеры и упаковку, сокращенную документацию. Образцы же, предназначенные для анализов, должны быть весьма тщательно документированы, высушены и упакованы.

Почвенные образцы берут из каждого генетического горизонта, но не реже, чем через 50 см. В случае большой мощности горизонта из него берут два-три образца. Образец вырезают ножом, а если почва рыхлая, то его насыпают в специальные мешочки или заворачивают в крафтовую бумагу. По вертикали образец не должен быть более 10 см. Исключение делается только для пахотного горизонта, который берется на всю его мощность. В бланке записывают номер образца и глубину от поверхности его верхней и нижней границы, например: 1) 0 - 22; 2) 25 - 30; 3) 35 - 45 и т.д. Размеры (вес) образца зависят от того, для каких анализов он предназначен. Если это генетические образцы, которые будут подвергнуты довольно полному анализу, то их размеры должны быть не менее 1 дм3. Если же это массовые агрохимические образцы, взятые на гумус, кислотность, азот, фосфор, калий из одного или двух верхних горизонтов, то их объем может быть в два раза меньшим.

В этикетке записывают название экспедиции, номер точки, мощность горизонта и глубину взятия образца (в виде дроби), дату, фамилию собравшего. Этикетку заполняют простым карандашом, свертывают внутрь написанным и кладут так, чтобы она минимально пострадала при перевозке. Если образец упаковывают в бумагу (обычно в крафтовую), то этикетку заворачивают в угол листа или закладывают иначе, но так, чтобы она не соприкасалась непосредственно с образцом. В мешочках этого избежать не удается.

Геологические сборы тоже должны иметь определенную цель. Образцы могут брать для уточнения (или определения) состава, генезиса, возраста пород, для сопряженных геохимических анализов. Часть сборов может иметь временный характер (для повторного просмотра). Образцы для анализов тщательно документируют и упаковывают.

Археологические или единичные интересные фаунистические находки также следует документировать и транспортировать на место камеральных работ для передачи заинтересованным организациям и лицам. Если же шурф попал на древнюю стоянку или захоронение, то раскопку вести нельзя, а нужно сообщить о находке археологам.

Палеогеографические образцы собирают в том случае, если обследуемое обнажение или разрез представляют особый интерес для установления стратиграфии отложений и палеогеографии четвертичного периода (ископаемые торфяники, озерные отложения). Здесь своя методика взятия образцов, с которой надо ознакомиться. Основное же правило состоит в том, чтобы брать в качестве образца как можно более тонкий слой породы (чтобы не захватить в один образец разновозрастные горизонты). Очень велика также требовательность к чистоте образца (для упаковки используют пергамент или кальку). Большая частота взятия образцов по обнажению -- также необходимое условие их полноценности. Размеры образцов могут быть очень небольшими.

Образцы воды берут для сопряженных геохимических анализов либо просто для характеристики вод территории. Нередко пользуются стеклянными бутылками объемом 0,5 л. На каждой точке обычно берут 2 л, т.е. четыре бутылки. Тщательно вымытые бутылки в последний раз ополаскивают водой из того источника, откуда будет взята проба, заливают доверху и закрывают резиновой соской. К горлышку привязывают этикетку. Транспортируют бутылки в обычных деревянных или металлических ящиках с ячейками. В последнее время стали широко применять полиэтиленовые канистры и фляги. Для некоторых видов анализов требуется особая консервация воды, а иногда и больший объем проб.

Образцы для сопряженных геохимических анализов (почв, пород, растений, вод) берут, как правило, не на одной точке, а на нескольких, по катене -- от элювиальных фаций до супераквальных.

Образцы почв, в отличие от описанного выше способа, применяемого в ландшафтном профилировании и картографировании, для ландшафтно-геохимических анализов берут не из средней части генетического горизонта, а по всей его мощности. Рекомендуется бороздчатый способ, при котором каждый образец выскребается или вырезается ножом от верхней границы горизонта до нижней. Чем меньше мощность горизонта, тем шире и глубже должна быть борозда, чтобы общая масса образца достигала 0,5 кг. При очень малой мощности горизонта борозды вообще не получается, приходится выбирать почву ножом по всей ширине лицевой стенки, строго следя за тем, чтобы не захватить лишнего материала из смежных горизонтов.

От образца, предназначенного для различных видов анализов (механического, минералогического, валового химического и др.), отбирают среднюю пробу в 50 г для спектрального полуколичественного анализа. Отдельно отбирают новообразования, по возможности в таком количестве, чтобы можно было сделать шлифы для изучения минералогического состава, а также произвести валовой и спектральный анализы.

Если в программе работ предусмотрен микроморфологический анализ, то для него берут образцы с ненарушенной структурой. Это должны быть микромонолиты, помещенные в маленькие коробочки. После просушки образца свободное пространство в коробочке закладывают ватой или бумагой для сохранения структуры почвы при транспортировке.

Для каждого почвенного горизонта рекомендуется определить объемный вес и полевую влажность почвы. Знание объемного веса необходимо при последующих пересчетах данных химических анализов из весовых процентов в объемные и для получения величин общего объема отдельных элементов в ярусах природного комплекса. Определение объемного веса и полевой влажности позволяет также рассчитать соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз в профиле изучаемой фации.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13

Голосование

Как вы оцениваете работу нашего сайта? Отлично Хорошо Нормально Плохо Результаты