5.9.Исследование по картам функционирования и динамики явлений

Одним из эффективных методов анализа динамики явлений выступаю метахронные диаграммы. Это трехмерные изображения, в которых горизонтальная ось используется для показа времени. Очень часто метахронные диаграммы используются для показа волн диффузии (рис. 5.11) и распространения загрязнений от трубы (см. рис. и ).

Распространение новых идей по территории

Сходный смысл имеет система профилей, показывающая изменение влажности почвы в разных зонах увлажнения (рис. 5.12).

Рис.5.12. Распределение влажности почвы (в % от наименьшей влагоемкости) в зонах различного увлажнения

Картографический метод анализа функционирования ландшафтов

На рис. показаны ландшафтные комплексы Школьной балки в бассейне реки Ворон (юго-восточная часть Крыма). Выделены элементарные комплексы ранга фаций. Справа показаны состояния фаций во время дождя и после дождя. Хотя границы фаций, при этих типах погоды сохранились (что обусловлено сохранением инвариантов, связанных с горными породами, рельефом, типами почв и растительности), такие их характеристики как влажность почвы, гидрологические и метеорологические характеристики, характер экзогенных геоморфологических процессов приобрели особые черты. Отсюда различия между фациями стали несколько иными: некоторые стали более значительными, тогда как между другими фациями различия стали меньше. Легко представить, что во время жаркой сухой погоды процессы станут другими, различия между фациями изменятся – в одних случаях они снивелируются, в других усилятся. Чтобы понять причины этого, рассмотрим характер связей между самими фациями, а также между ними и внешними воздействиями. На . рис. показаны типичные взаимодействия, характерные для этого района (рис. ), а также взаимодействия, формирующиеся при жаркой сухой (рис. ) , дождливой (рис. ) и пасмурной бездожной погодах (рис. ). Видно, что меняется набор процессов, вертикальных и горизональных переносов, что меняет и характер пространственного рисунка, а также степень сходства и различий территориальных комплексов.

5.10.Теоретико-картографическое моделирование в экологии

От конкретных карт, отображающих массу конкретных индивидуальных особенностей, можно перейти к теоретико-картографическим моделям. Примерами последних могут служить модель «идеальной зональности» (Макеев, Рябчиков, Исаченко и др.) или «поляризованного ландшафта» Б.Б.Родомана. Первая не имеет явно выраженного экологического характера. Но модель поляризованного ландшафта Б.Б.Родомана (рис. ) - имеет явный экологический смысл: она показывает идеальную пространственную структуру видов использования территории, то есть по смыслу эта модель может быть отнесена к оптимизационному типу. Позднее появились аналогичные модели А.Г.Топчиева (рис. ). Эти модели необходимы для территориального планирования. Построение таких моделей основано на снятии частных деталей, присущих разным территориям, на каждой из которых основная закономерность осложняется множеством факторов, имеющих место на каждом конкретном участке (районе). Таким образом была построена модель идеальной зональности (на идеальном материке). При этом у моделей такого рода в разной степени сохранена пространственная основа: идеальный материк сохраняет пространственные пропорции материков по широте, а у модели поляризованного ландшафта сохраняется практически один инвариант – характер взаимного расположения ландшафтов.

Графические и картографические исследования экосистем и ландшафтных систем реализуются еще в двух вариантах: 1)в форме использования пространства признаков (параметрического пространства), когда характеристики лесных сообществ рассматриваются в координатных системах, осями которых выступают различные факторы: увлажнение, эдафические условия, теплообеспеченность и т.д.; 2)с помощью карт, на которых размещение явлений дается в форме, более отвечающей привычным представлениям о пространстве. Эти два подхода как будто бы совершенно не связаны. Но на самом деле они представляют собой две модификации единого пространственного анализа. При этом в первом случае – пространство признаков или факторов - предельно обнажена одна сторона явления – зависимость объектов (в данном случае экосистем и ландшафтов) от двух (иногда одного, но иногда трех) факторов. Этот тип анализа позволяет увидеть картину зависимости исследуемого явления от интересующих факторов в чистом виде, как бы вычлененную из сложной совокупности взаимодействий. Но при этом нарушается естественная геометрия ландшафтных взаимосвязей.

При картографическом способе рассмотрения зависимость ландшафтов от факторов вообще не видна, но если наложить на карту ландшафтов карты факторов, то становится возможным анализировать эту зависимость двумя путями: 1)на основе пространственной корреляции (см. параграф 5.8); 2)рассматривая отдельные участки, на которых ландшафтные характеристики и факторы образуют ряды в виде сопряженных систем местоположений (склоновые, зональные и др.). Этот тип анализа дает возможность видеть зависимость явления от факторов в естественном пространственном сочленении. Однако в этом случае ситуация расчленяется на множество фрагментов, теряется общая картина.

Для получения обобщенной картины

Нам представляется, что наилучшие результаты могут быть получены при одновременном использовании этих двух подходов. Их сопряжение было продемонстрировано в общем смысле в ранее опубликованных работах В.А.Бокова (1985, 1987). В основу анализа кладется рассмотрение нескольких систем координат. Тем самым преодолевается разрыв между параметрическими (признаковыми) пространствами и картографическими изображениями путем привязки отдельных частей картографического изображения к общему признаковому пространству и наоборот – признаковое пространство рассматривается как сочленение отдельных «кусков» картографического «естественного» пространства.

Это один из видов анаморфозов. В этом случае производится две операции: 1.сложение участков карт с выделением полюсов и границ (краев), что позволяет все повторяющиеся участки свести к двумерному распределению; 2.растяжение реальных отрезков и участков пропорционально величинам параметров, которые используются в качестве осей координат. Единицей измерения такого пространства выступает единица параметра. Эта единица может быть как количественной, так и качественной, например единицей позиционного ряда.

Фактически в этом случае сохраняется реальное пространство, но имеет место смещение полюсов – они соответствуют максимумам факторов (которые используются в качестве осей координат), а в качестве единиц измерения используются единицы параметров (градусы температуры, мм атмосферных осадков и др.). На координатной плоскости реальные (метрические) расстояния растягиваются или сжимаются: на участках, где изолинии фактора (например, температуры) сгущены, реальные (метрические) расстояния растягиваются, а там, где изолинии разрежены, метрические расстояния сближаются.

Соотношение

Связь зональных типов ландшафтов с климатическими показателями. Вслед за А.Г.Исаченко [5] примем следующие границы между типами ландшафта: между аридными и семиаридными зонами коэффициент увлажнения 0,35, между семиаридными и семигумидными – 0,6, между семигумидными и гумидными – 1,0; между суббореальными южными и суббореальными типичными - 3600 выше 10 , между суббореальными типичными и бореально-суббореальными - 2200 , между бореально-суббореальными и бореальными южными - 1800 . После принятия таких границ все пункты, по которым имеются метеорологические наблюдения, разместились на рис.4.6.

Как видно из рисунка, по климатическим станциям совершенно очевидно наличие 8 типов ландшафта. Но, поскольку метеостанции имеются не на всех типах местоположений, отсутствие пунктов в отдельных клетках еще не говорит об отсутствии такого типа ландшафта в регионе. Весьма вероятно существование на отдельных участках таких типов как гумидных суббореальных типичных (СбТ – Г), семигумидных бореальных южных (БЮ – СГ) и гумидных бореальных южных (БЮ – Г). Сочетание СбТ - Г – наверняка имеется в районе ялтинского амфитеатра: станция Тюзлер (№ 34 по рис. 4.) очень близко подходит к этому сектору. Другие два сочетания должны существовать на наиболее высоких участках гор. Там суммы температур должны быть ниже 1800: если на метеостанции Ай-Петри при высоте 1180 м сумма температур составляет 1805 град., то на высоте 1,5 км сумма температур должна составлять примерно 1325 град, если принять высотный градиент 160 град. на 100 м. Эта сумма температур соответствует уже среднетаежным ландшафтам.

Рис. 4.6. Пункты Крыма в системе координат теплообеспеченности (суммы температур выше 10 С) и увлажнения (отношение годовых сумм осадков и испаряемости).

Типы ландшафтов по теплообеспеченности: БЮ – бореальные южные, БСб – бореально-суббореальные, СбТ – суббореальные типичные, СбЮ – суббореальные южные. Типы ландшафтов по увлажнению: А – аридные, СА – семиаридные, СГ – семигумидные, Г – гумидные.

Метеостанции: 1 – Белогорск, 2 – Симферополь, 3 – Старый Крым, 4 – Феодосия, 5 – Чаудинский маяк, 6 – Карадаг, 7 – Караби-яйла, 8 – Судак, 9 – Меганомский маяк, 10 – Алушта, 11 – Севастополь, 12. – Почтовое, 13 – Хероснесский маяк, 14 – Голубинка, 15 – Никитский сад, 16 – Ялта, 17 – Ай-Петри, 18 – Орлиное, 19 – Ай-Тодор, 20 – Сарыч, 21 – Тополевка, 22 – Феодосийское лесничество, 23 – Архадерессе, 24 – Кучук-Тотайкой, 25 – Верхне-Инкерманский маяк, 26 – Гурзуф, 27 – Долосы, 28 – Никитская дача, 29 – Магдус, 30 – Балаклава, 31 – Ялта (табачная плантация), 32 – Магарач, 33 – Мартьян, 34 – Тюзлер, 35 – Эриклик, 36 – Ливадия, 37 – Мисхор, 38 – Алупка, 39 – Симеиз. Кроме того 26 метеостанций равнинного Крыма размещаются в секторе СА – СбТ, но из-за перегрузки на схему не нанесены.

Не исключено, что есть сочетания бореальных южных и семигумидных условий, то есть своего рода холодной лесостепи. Так на метеостанции Караби-яйла при высоте 987 м сумма температур составляет около 2060 град. Это означает, что на высоте 1220 м (верхняя точка Караби-яйлы) сумма температур понижается до 1710 град, то есть участок попадает уже в условия бореальных южных ландшафтов. Одновременно растет сумма осадков, но коэффициент увлажнения не достигает 1,0 то есть участок остается в семигумидных уловиях.

Наконец, весьма вероятно наличие еще одного типа ландшафта – бореально-суббореального семиаридного – БСб - СА. Такие условия возможны на отдельных участках южных экспозиций восточных яйл на высоте 700-800 м.

Таким образом, в Крыму сформировались (главным образом в его южной части) климатические предпосылки следующих 11 типов ландшафтов, выделяемых А.Г.Исаченко [1991, с. 234-236]:

1. Суббореальные степи (как указывалось выше, это зональный тип ландшафта) – СбТ - СА . Они занимают большую часть равнинного Крыма.

2.Суббореальные лесостепные. К ним относятся лесостепное Предгорье, отдельные участки южного макросклона гор на высоте 400 – 600 м – СбТ - СГ.

3.Суббореальные полупустынные степи. Участки в районе Судака и некоторые участки в юго-западной части гор – СбТ - А.

4.Суббореальные южные степные. Большая часть южнобережных ландшафтов (за исключением крайних приморских участков, восточной части ЮБК и участков выше 200 м) – СбЮ - СА. По геоботаническим признакам – фисташково-можжевеловые редколесья - эти территории больше соответствуют лесостепным ландшафтам, но можно предположить что последние в большой степени реликтовые ландшафты, отвечающие более влажным условиям прошлого.

5. Суббореальные южные лесостепные – некоторые участки ЮБК на высоте 300-450 м – СбЮ - СГ.

6. Суббореальные леса – горные леса на южном берегу на высоте 600 – 800 м, а также некоторые участки на северо-западном склоне гор (например район Соколиного) – СбТ - Г.

7. Суббореальные южные полупустыни. Прибрежные полуостровные участки на ЮБК – СбЮ - А. Здесь мы не видим настоящих полупустынь, поскольку участки с такими климатическими условиями невелики, находятся в окружении растительности более гумидного варианта и поэтому на них формируется экотонная растительность с разнообразными видами и сообществами.

8. Бореально-суббореальные лесостепные. Участки яйл и склонов южной экспозиции на высоте 700-800 м – БСб - СГ.

9. Бореально-суббореальные лесные. Разнообразные территории на высоте 800-1200 м – БСб - Г. Многие из этих участков заняты горно-лесостепной и горно-степной растительностью, что объясняется целым комплексом причин литолого-геоморфологического антропогенного характера.

10. Бореальные южные лесные. Участки на высотах 1100 – 1500 м – БЮ - Г.

11. Бореальные южные лесостепные. Некоторые участки в восточной части гор на высоте 1000 – 1250 м – БЮ - СГ.

Первый тип ландшафта – суббореальные степи – встречается только в равнинной части, остальные представлены в предгорной и горной. Следует также подчеркнуть, что большинство названных типов ландшафтов представлено очень небольшими участками (особенно СбТ - А, СбЮ - А, БСб -СА, БСб - СГ, БЮ - СГ, БЮ - Г) и из-за краевых эффектов растительный покров может иметь явные признаки соседних ландшафтов.

Таблица 4.1. Идеализированная схема распределения зональных типов ландшафтов в четырех секторах Крымских гор и на прилегающих равнинах

	Северо-западный сектор				Северо-восточный сектор
Ряд теп-лообес-печен-ности	Р я д у в л а ж н е н и я
	А	СА	СГ	Г	Г	СГ	СА	А
СбЮ	Н е т т а к и х с о ч е т а н и й в э т и х с е к т о р а х
СбТ	Заозер-ное, Анд-реевка	Западная часть равнин. Крыма	Куйбы-шево	Соколиное	?	Межгорье	Восточ. часть равнин. Крыма	?
БСб	Такого сочетан. в Кры-му нет	Херсо-нес	?	Северные склоны яйл	Север-ные склоны яйл	?	??	Такого сочетан. в Кры-му нет
БЮ	Такие сочетания на земном шаре отсутствуют		??	Бабуган-яйла	?	?	Такие сочетания на земном шаре отсутствуют
Граница между севрными и южными секторами: по осевой части гор от Балаклавы до Феодосии
БЮ	Такие сочетания на земном шаре отсутствуют			Бабуган-яйла	?	Караби-яйла (верши-на)	Такие сочетания на земном шаре отсутствуют
БСб	Такого сочетан. в Кры-му нет	??	?	Ай-Петри (метеостанция)	?	Караби-яйла (метеостанция)	??	Такого сочетан. в Кры-му нет
СбТ	?	?	Тюлер Долосы Магдус	?	?	?	?	Судак
СбЮ	Сарыч	Мисхор Ялта Гурзуф	Ялта (табачн. плант.)	??	??	?	Солнеч-ногор-ское	Мега- ном Карадаг
	Юго-западный сектор				Юго-восточный сектор

В целом в таблице можно выделить пять основных типов сочетаний.

1. Сочетания, которые вообще отсутствуют на земном шаре: БЮ - А и БЮ - СА.

2. Сочетания, которые отсутствуют в Крыму: БСб - А.

3. Сочетания, отсутствующие в тех или иных секторах (тогда как в других секторах они встречаются): в северо-западном и северо-восточном секторах нет аридных полупустынных ландшафтов - СбЮ.

4. Сочетания, которые вероятно имеются в тех или иных секторах гор – в соответствующих клетках поставлен знак вопроса. Их необходимо искать.

5. Сочетания, которые встречаются в Крыму и наличие которых подтверждено наличием соответствующих метеостанций. В соответствующих клетках приведены примеры соответствующих метеостанций (прямой шрифт).

6. Сочетания, которые наверняка имеются в соответствующих секторах, но для них нет соответствующих метеостанций. В соответствующих клетках рисунка названы пункты, приблизительно соответствующие этим условиям (использован курсив).

Особым сектором является юго-западный. Благодаря действию юго-западных циклонов в нем наблюдается зимний максимум атмосферных осадков, характерный для средиземноморского климата.

Представленный рисунок дает возможность для поиска возможных типов ландшафтов (в таблице 4.1 в клетках проставлен знак ?) в тех или иных частях гор, хотя ясно, что площади, занимаемые ими, будут невелики и из-за краевых эффектов и влияния литологических, гидрогеологических и других факторов почвенно-растительный покров может отклоняться от типичных зональных вариантов.