Структура элементарных природно-территориальных комплексов

b>2.3 Методика выделения геогоризонтов

Для выделения геогоризонтов в полевых условиях удобно использовать зарисовку вертикального профиля ПТК, на который цветными карандашами или фломастерами или путем отдельных условных обозначений наносятся различные геомассы. Например, транспортно-скелетные органы - ветки и стволы - наносятся коричневым цветом, мезофитная хвоя - темно-зеленым, а листья и стебли травянистых растений - бледно-зеленым.

В одних случаях при зарисовке используется один и тот же масштаб для всего вертикального профиля ПТК. В других приходится делать две зарисовки: одну - для всего профиля, а другую (в более крупном масштабе) - для припочвенного (приповерхностного) слоя ПТК. Иногда для подземной части вертикального профиля употребляется один масштаб, а для надземной - другой. Допустимо применение логарифмических масштабов, однако при этом наглядность зарисовки уменьшается. После того как сделана зарисовка, приступают к анализу. Напомним, что при выделении геогоризонтов основным критерием является набор геомасс. Изменение этого набора свидетельствует о появлении нового геогоризонта. Например, если в вертикальном профиле ПТК после слоя, в котором преобладают аэромассы и транспортно-скелетные органы фитомассы, начинается слой с новой геомассой мезофитных листьев, то это свидетельствует о переходе одного геогоризонта в другой. При этом с этой геомассой будет связано наличие целого рода специфичных процессов функционирования, не свойственных вышележащему геогоризонту. В частности, будет наблюдаться интенсивное биогенное функционирование (фотосинтез и дыхание), а также транспирация. В силу того что мезофитные листья имеют большой листовой индекс, в этом слое будет значительное проективное покрытие, а с ним связано задержание солнечной радиации. Наконец, в рассматриваемом геогоризонте будет происходить интенсивная трансформация таких метеорологических параметров, как температура и влажность воздуха.

Другой пример - если в подземной части вертикального профиля ПТК будет обнаружено наличие мерзлых гидромасс, то это тоже будет свидетельствовать о новом геогоризонте. В начале летнего периода в таежных ПТК в слое, лежащем выше этого горизонта, будут происходить активные почвенные процессы, интенсивное поглощение влаги и минеральных веществ растениями и, таким образом, рассматриваемый слой примет активное участие в текущем функционировании ПТК. В то же время лежащий ниже мерзлый геогоризонт будет инертен, и в нем многие процессы функционирования будут законсервированы. Кстати, граница между этими двумя геогоризонтами может не совпадать с генетическими горизонтами почвы.

Третий пример - в кроновой части фаций с темнохвойными лесами имеется снег в виде снежных шапок на ветках деревьев. Таким образом, налицо - специфичная геомасса, а значит и особый геогоризонт.

Приведенные примеры показывают, что изменение набора геомасс очень хороший индикатор смены геогоризонтов.

Кроме набора и соотношения геомасс, при выделении геогоризонтов большое значение имеют их текстурно-структурные особенности, которые тесно связаны с формой, размером и ориентацией геомасс. Например, смена кроны стволовой частью у большинства ПТК свидетельствует о смене геогоризонтов.

В результате анализа на зарисовке выделяются параллельные земной поверхности слои - геогоризонты, которые отличаются друг от друга:

1) набором геомасс;

2) различием в соотношении отдельных геомасс (например, преобладанием аэромасс над фитомассами или наоборот;

3) текстурно-структурными особенностями.

Естественно, что определенный опыт позволяет выделять геогоризонты и без зарисовки.

При дифференциации вертикального профиля надо стараться выделять геогоризонты с одной и той же детальностью, т.е. одного классификационного ранга.

Классификация геогоризонтов не отличается сложными принципами, так как основана на соответствии с классификационными единицами геомасс: класс геогоризонтов выделяется на основе набора и соотношения классов геомасс, тип геогоризонтов - типов геомасс и т.п.

2.4 Индексация геогоризонтов

После того как на зарисовке вертикального профиля выделены геогоризонты, приступают к их индексации. При этом соблюдают определенные "грамматические" правила. Заглавными буквами всегда пишутся классы геомасс (лито-, педо-, фито-, зоо-, гидро - и аэромассы). Они не разделяются запятой, тогда как индексы более дробных подразделений - типов и родов геомасс, которые состоят из одной или двух строчных букв, пишутся в пределах соответствующих классов и разделяются запятыми. В формуле геогоризонта классы геомасс располагаются в порядке уменьшения их массы. На первое место ставится самая "тяжелая" геомасса, затем вторая по массе и т.д. В пределах классов типы и роды геомасс также располагаются в порядке уменьшения их массы.

Для каждой геомассы в виде верхнего индекса ставится число, обозначающее для фитомасс и мортмасс проективное покрытие в процентах, а для литомасс и педомасс их объемную долю (в процентах) от объема геогоризонта. Для аэромасс и гидромасс ни проективное покрытие, ни объем не указываются, так как они имеют аморфную форму. В конце формулы за разделительной чертой ставятся цифры, обозначающие верхнюю и нижнюю границы геогоризонта.

Приведем пример формулы геогоризонта

AmPt1, f60 ¦

Если некоторые свойства геомасс повторяются в различных геогоризонтах, то они указываются лишь там, где первый раз встречаются. Например, то, что в надземной части аэромассы макротермальны, следует указывать лишь в верхнем геогоризонте, тогда как в нижних достаточно указать индекс класса геомасс. Подобная редукция не допускается, если в пределах одного класса выделяется несколько типов или родов геомасс.

При составлении формул следует учитывать следующие правила:

1. В большинстве ПТК с лесной растительностью кроновые геогоризонты отличаются преобладанием аэромасс, тогда как горизонты со стволами деревьев и кустарников, например, доминированием фитомасс. Поэтому в таких ПТК в верхней части вертикального профиля преобладают аэрофитогоризонты (АР), а в нижней - фитоаэрогоризонты (РА).

2. В ПТК с травянистой растительностью смена горизонтов класса АР на горизонты РА происходит при проективном покрытии фитомассы более 70-90%.

3. Так как литомассы имеют в 2-3 раза большую плотность, чем педомассы, то если они составляют более 30% от общего объема горизонта, их индекс следует ставить на первое место. Если в почве содержится среднее количество гидромасс (Hs), а литомасс от 10 до 30%, то в формуле геогоризонта литомассы ставятся на второе место после педомасс.

4. В надземной части в связи с относительно малой плотностью аэромасс и литомасс, даже при объемной доли литомасс в геогоризонте не более 1-3%, они преобладают по массе.

5. Транспортно-скелетные органы, несмотря на небольшое проективное покрытие, имеют большую массу, чем листья. Поэтому в подавляющем большинстве случаев в формулах горизонтов на первое место ставится индекс транспортно-скелетных органов, а на второе - листья.

3. Основные характеристики вертикальной структуры

Синтез геогоризонтов в вертикальном профиле ПТК определяет его вертикальную структуру. Основными характеристиками этой структуры являются мощность, сложность, напряженность и состав геомасс и геогоризонтов. Из них для изучения состояний ПТК наиболее важен состав, т.е. набор специфичных для данного природно-территориального комплекса геомасс и геогоризонтов. Именно он определяет не только структуру, но и характер функционирования ПТК.

0. Крайне маломощные (наноструктуры) - 1 м.

1. Незначительной мощности (микромезоструктуры) - 1 - 2 м.

2. Маломощные (мезоструктуры) - 2-4 м.

3. Средней мощности (мезомакроструктуры) - 4-8 м.

4. Повышенной мощности (макромезоструктуры) - 8-16 м.

5. Большой мощности (макроструктуры) - 16-32 м.

6. Очень большой мощности (мегаструктуры) - 32 м.

Такие показатели, как сложность и напряженность вертикального профиля, имеют относительно низкое таксономическое значение. Для выбора градаций ПТК по сложности вертикальной структуры были проанализированы данные по этому показателю для всех экспериментальных участков, описанных в самых различных ландшафтах. Результат этого анализа показывает, что наиболее оптимально сгруппировать их попарно.

1. Примитивные структуры - 2-3 геогоризонта.

2. Простой сложности - 4-5 геогоризонтов.

3. Средней сложности - 6-7 геогоризонтов.

4. Повышенной сложности - 8-9 геогоризонтов.

5. Большой сложности - 10-11 геогоризонтов.

6. Очень большой сложности - 12 геогоризонтов. По напряженности выделяются три градации:

1. ПТК с малой напряженностью вертикального профиля - приходится меньше одного геогоризонта на 2 м вертикального профиля.

2. ПТК со средней напряженностью - один геогоризонт на 1-2 м вертикального профиля.

3. ПТК с большой напряженностью - на 1 м вертикального профиля приходится больше одного горизонта.

Названия типов вертикальных структур строятся на основе специфичных геомасс и геогоризонтов. Затем указываются мощность, сложность и напряженность вертикальных структур. Так как многие особенности вертикальной структуры тесно связаны с набором геогоризонтов, обусловлены различной растительностью и почвой, для краткости можно использовать такие названия, как мезофитные лесные, мезоксерофитные лесные и т.п. вертикальные структуры.

3.1 Классификация вертикальных структур

Наиболее крупная классификационная единица - класс вертикальных структур - выделяется на основе того, какой класс геомасс определяет структуру ПТК в целом в данном состоянии.

Выделяются следующие основные классы:

1. Фитогенные - связанные с доминирующей ролью растительного покрова в формировании вертикальной структуры.

Выделяются два подкласса:

а) собственно фитогенные с активными фитомассами (т.е. с увеличением, хотя бы даже незначительным, этой геомассы);

б) фитоскелетные, обусловленные в основном транспортно-скелетными органами, находящимися в пассивном состоянии со стабильным или уменьшающим количеством фитомасс.

2. Постфитогенные (мортмассовые), связанные в основном с мортмассой растений - ветошью, подстилкой, сухостоем и т.д., которые определяют характер вертикальной структуры ПТК.

3. Гидрогенные, со следующими подклассами:

а) низальные - с одним или несколькими снежными горизонтами;

б) криогенные - с одним или несколькими мерзлыми горизонтами;

в) собственно гидрогенные - с геогоризонтами с преобладанием гидромасс (например, при наводнениях);

г) болотные;

д) ледниковые.

4. Педогенные - структура с основной ролью педомасс (например, структура поля пшеницы после ее уборки).

5. Литогенные - с доминированием в характере вертикальной структуры литомасс (например, скальные, обвально-осыпные, пляжные).

Довольно часто встречаются переходные типы. Например, фитогенно-постфитогенные, фитогенно-литогенные и т.п. структуры.

В пределах этих классов по набору основных геомасс и геогоризонтов выделяются типы вертикальных структур. Более мелкие особенности (мощность, сложность и напряженность) служат основой дифференциации на роды и виды.

Так, для ландшафтов Кавказа в летние стексы стабилизации структуры выделяются типы колхидских гумидных древесно-кустарниковых, гумидных мезофитных древесно-кустарниковых, холодно-умеренных и высокогорных травянистых и других вертикальных структур.

3.2 Динамика вертикальной структуры, инвариантные и мобильные геогоризонты

Вертикальные структуры природно-территориальных комплексов в течение года испытывают четко выраженную динамику. Состав некоторых ПТК обновляется в течение года несколько раз. Это объясняется тем, что геогоризонт - понятие пространственно-временное. Большое разнообразие вертикальных структур усложняет их использование для выделения, сравнения и классификации фаций.

Очевидно, что наряду с понятием об изменчивых во времени геогоризонтах, необходимо, во-первых, представление о некотором инварианте вертикальной структуры, присущем каждому типу (классу, виду) фаций и, во-вторых, анализ и выявление верных и характерных именно для данного ПТК геогоризонтов.

Исследования динамики геогоризонтов в течение года показали, что можно выделять инвариантные, квазиинвариантные и мобильные геогоризонты.

Инвариантные геогоризонты встречаются практически в течение всего года. К ним, например, относятся литогоризонты в подземной части вертикального профиля ПТК, геогоризонт с транспортно-скелетными органами - PtA - в надземной части. Эти горизонты в некоторых ПТК остаются практически неизменными во все состояния.

Квазиинвариантные геогоризонты в отличие от инвариантных пользуются более широким распространением. Они остаются неизменными в подавляющем большинстве состояний ПТК. К ним, например, относятся геогоризонты с подстилкой PtMlA, геогоризонт с колхидским подлеском Pt, НА и др.

Мобильные (изменчивые) геогоризонты тесно связаны с отдельными состояниями ПТК и поэтому в течение года часто меняются. По частоте встречаемости их можно подразделить на часто встречающиеся геогоризонты, характерные для нескольких состояний ПТК, и редко встречающиеся, которые наблюдаются только в одно из состояний ПТК.

Следует отметить, что инвариантность и изменчивость тесно связаны с таксономическим рангом геогоризонта. На уровне видов инвариантные горизонты практически не встречаются. Зато практически неизменны в течение года геогоризонты чаще на уровне типов. Это и понятно, так как уменьшением ранга увеличиваются индивидуальные особенности геогоризонтов. Поэтому один и тот же геогоризонт в каком-либо конкретном ПТК, рассматриваемый на уровне типа, может быть инвариантным, а на уровне вида - изменчивым.

Литература

1. Беручашвили Н.Л. Четыре измерения ландшафта. - М., 1986

2. Дьяконов К.Н. Геофизика ландшафта. - Минск, 1995

3. Зубов С.М. Основы геофизики ландшафта. - Минск, 1995

4. Павлов А.В. Теплофизика ландшафтов. - Новосибирск, 1999

Страницы: 1, 2