Ландшафтно-экологические методы исследований

b>

Микроклиматические наблюдения

Микроклиматические наблюдения наиболее интересны по профилю - ландшафтной катене. При этом основной их принцип - единовременность определения метеорологических элементов на разных точках, расположенных в различных физико-географических условиях. Это практикуется чаще на стационарах (требуется много приборов и людей одновременно), но иногда и в экспедиционных условиях.

На стационарах удобно вести срочные наблюдения, непрерывную запись, а также вертикальный срез метеохарактеристик: профиль скорости ветра, профиль температуры, влажности и т.д. над каждой точкой в приземном слое воздуха.

Полученные данные можно с известной уверенностью распространять на значительную площадь, обладающую аналогичными физико-географическими условиями.

Гидрологические наблюдения

Гидрологические наблюдения в полевой период комплексных физико-географических исследований производят на малых естественных гидрологических объектах и на колодцах. Большие реки и озера, как правило, хорошо изучены регулярными наблюдениями гидрометеослужбы, и разрозненные замеры случайного сезона мало что могут прибавить к тем систематическим характеристикам, которые уже имеются по этим объектам. К тому же исследования на них слишком специальны и не могут производиться одновременно с комплексным физико-географическим изучением территории, а требуют особой программы, других видов снаряжения, оборудования и средств передвижения.

В то же время наблюдения над малыми объектами почти всегда дают много нового материала, нигде еще не зарегистрированного, или, может быть, повторяют такие же кратковременные и редкие наблюдения гидрометслужбы и тем самым дают более надежную характеристику объекта. Для родников записывают условия выхода вод на поверхность, породу водоносного и нижележащего водоупорного горизонтов, замеряют расход воды. В ручьях и небольших речках замеряют скорость течения и расход, записывают сведения о ширине и глубине водотоков, отмечают следы подъема вод в половодье, характер донных наносов, наличие и видовой состав водных растений.

Для озер описывают форму и глубину, а также донные отложения и растительность.

Во всех случаях фиксируют цвет, запах, мутность, вкусовые качества воды. Разумеется, что водный объект нельзя «вынимать» из окружения, поэтому его характеристику дополняют краткими сведениями о берегах и прилегающей территории, а также о прямом или косвенном антропогенном воздействии.

Внимательному изучению подвергаются колодцы. В них замеряют глубину зеркала воды и дна колодца, определяют качество воды. В отдельных случаях производят пробную откачку для замера дебита. Работа над колодцем, более чем всякая другая, может вызвать недовольство местных жителей. Поэтому необходимо получить на нее разрешение владельца или органа общественной власти.

В зависимости от масштаба работ и программы экспедиции водные источники обследуют сплошь по всей территории (крупный масштаб, мелиоративная ориентация работ) или же выборочно, в наиболее типичных местах. Записи производят в дневниках или специальных бланках, журналах.

Зоогеографические наблюдения

могут являться частью комплексных физико-географических исследований, но они также очень специфичны по своей методике, требуют особой подготовки, почему и проводятся обычно не попутно, а специально. Однако пренебрегать попутными зоогеографическими наблюдениями все же не следует. Рекомендуется отмечать не только животных, птиц и других представителей фауны, встреченных на точках описания или по маршруту, но и следы их пребывания. Например, помет лося или следы его кормежки (обглоданные стволы и ветки осины и других деревьев), пятна разрытой кабанами земли, выбросы крота, гнезда птиц и т.д.

Дендрохронологические исследования

В настоящее время появилось достаточно много работ, освещающих использование дендро-хронологического метода в комплексных физико-географических исследованиях. Этот метод незаменим при исследовании пространственно-временной изменчивости функционирования геосистем и выявлении природных и антропогенных факторов такой изменчивости. Поэтому наряду с традиционными разделами дендрохронологии -- дендроклиматологней, дендрогидрологней, дендрогляциологией, дендроархеологией и т.д. - можно говорить о становлении нового направления - дендроландшафтологии, или ландшафтной дендрохронологии (термин Ю.Г. Пузаченко).

Базовые методологические принципы дендрохронологических исследований были сформулированы X. Фриттсом. Первым из них является принцип лимитирующего фактора. На рост растения наибольшее влияние оказывает тот фактор среды, который является наиболее ограниченным или недостаточным, т. е. находится в минимуме. Например, если таким фактором является годовое количество осадков, то величина радиального прироста древесины в наибольшей степени будет зависеть от количества осадков, выпавших за исследуемый год. Данный принцип является частным проявлением известного закона фактор-минимума К. Либиха.

Следующий принцип -- принцип совместного действия факторов роста дерева. Очевидно, что каждая серия приростов древесины является совокупным «продуктом» действия различных факторов среды как природных, так и антропогенных, которые постоянно воздействуют на прирост. Например, прирост (R) за один год (t) является функцией совокупного действия следующих факторов:

нормального годового прироста соответствующего возрасту дерева (А); в благоприятных условиях приросты в молодом растении незначительны, но увеличиваются с годами, достигая максимума и оставаясь большими в течение всего периода приспевания; в спелом состоянии прирост уже несколько ослаблен, а в перестойном существенно снижен;

гидроклиматических факторов, влияющих на прирост в течение данного года (С);

проявления возмущающих факторов внутри лесного сообщества, например вспышки размножения насекомых-вредителей, вызывающей снижение приростов (D1);

проявления внешних для лесного сообщества возмущающих факторов, например вырубки, ветровала (D2);

случайного процесса (Е), не входящего в перечисленные.

Суммируя все факторы, получим уравнение

Rt = Аt + Сt + ?D1 + ?D2 + Еt,

где ? перед D1 и D2 обозначает отсутствие (0) или наличие (1) возмущающего сигнала. Таким образом, если необходимо усилить сигнал одного из факторов среды, влияние других факторов должно быть ослаблено. Например, при изучении воздействия на прирост климатических факторов нам необходимо избавиться от влияния фактора возраста, а также внутренних и внешних для данного дерева и сообщества возмущающих процессов. Такая процедура носит название стандартизации. Устранение посторонних факторов производится различными статистическими методами, для чего разработаны специальные компьютерные программы, например ARSTAN.

Принцип экологической амплитуды. Этим принципом определено, что растения бывают наиболее чувствительны к факторам окружающей среды на широтных и высотных границах ареалов их распространения. Этим необходимо руководствоваться при отборе образцов, особенно для видов с широкой экологической амплитудой.

В соответствии с принципом выбора местообитания для отбора образцов необходимо выбирать такие фации, в которых прирост древесины наиболее чувствителен именно к тому фактору, который будет изучаться. Из этого следует, что для изучения повторяемости засух образцы для датировки следует отбирать в районах с недостаточным увлажнением.

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.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25