3. Признаки разной природы

Большинству классификационных задач в географии свойственны показатели различной природы: имеющие количественное выражение, оценивающие значения какого-либо признака без его количественного выражения, а также носящие чисто качественный характер. Это накладывает определенные ограничения на возможности использования всего многообразия методов пространственного анализа. Из-за того, что значительная часть данных, которые учитываются при классификациях, имеет качественный характер, используемые алгоритмы должны уметь работать с характеристиками нечисловой природы.

4. Несоответствие модели решаемой задаче

Существенны трудности при выборе наиболее подходящей модели. В настоящее время существует огромное количество различных алгоритмов, пригодных для решения классификационных задач, но не отвечающих в полной мере специфике отображаемых комплексов. Это ведет к разработкам математических моделей самими географами, при этом стараются с помощью математических алгоритмов отобразить наиболее яркие типичные стороны географических комплексов.

5. Нормировка исходных показателей

При оценках географических комплексов необходимо привести систему исходных данных к логически сопоставимому виду, когда используемые показатели должны описывать отклонения характеристик комплекса от оптимальных оценок. Это позволяет правильно задать ориентацию показателей между логическими полюсами наихудших и наилучших условий для каждого из них и тем самым правильно соизмерить их между собой.

2. Экологические потоки в ландшафтной мозаике

Пространственная организация фациальной структуры территории во многом определяется вещественно-энергетическими потоками (геопотоками), как вертикальными (между различными природными компонентами), так и горизонтальными, или латеральными (между самими ПТК). Оба типа потоков всегда пространственно совмещены и неразделимы, однако в каждом случае удается выявить доминирующее значение одного из них в ландшафтной организации. М.А. Глазовская назвала элементы такой организации ландшафтно-геохимическими звеньями; Ф.Н. Мильков – парагенетическими и парадинамическими комплексами (главное в парагенетических комплексах – функциональная целостность, связанная с потоками вещества и энергии). В зарубежной литературе подобное пространственное объединение фаций получило название катены.

На пестрой литогенной основе, при чередовании грунтов с различными физико-химическими свойствами, при пересеченном микрорельефе, формируется мозаичная фациальная структура территории. Внутренняя структура фаций может осложняться также образованиями, которые Б.Б. Полынов назвал предельными структурными элементами. Размеры их колеблются от нескольких сантиметров до нескольких метров. Их особенность состоит в том, что сама природа определяет их небольшие размеры – это сурчины или микрозападины в степи, болотные кочки, приствольные или прикустовые бугры и т. п. Предельные структурные элементы создают подчас весьма пеструю внутреннюю структуру фации, растительного сообщества, биогеоценоза.

Особую категорию фациальной структуры образуют серийные фации, которые представляют собой последовательный ряд стадий развития фаций в условиях относительно быстрого течения географических процессов. В естественных условиях это, например, серия фаций, сменяющих друг друга в процессе формирования поймы; в условиях антропогенного воздействия – смены фаций, сопровождающие процесс зарастания отвалов горных пород, стадии дернового процесса на заброшенном поле и т. п.

Ландшафтные мозаики

Ландшафты обычно состоят из двух (иногда трех) контрастных по составу этажей-ярусов, природные компоненты которых объединены в основном вертикальными межъярусными потоками вещества и энергии, поддерживающими относительное внутреннее равновесие ландшафтов. Вместе с тем любой ландшафт тесно связан с соседними ландшафтами горизонтальными, пронизывающими его потоками вещества и энергии, которые обеспечивают относительное равновесие с окружающим пространством.

На земной поверхности имеются три основных, резко отличающихся друг от друга слоя распространения ландшафтов, которые приурочены к поверхностям геосфер, контрастных по агрегатному состоянию. Первый слой связан с твердыми поверхностями суши. Здесь сформировались мозаики наземных ландшафтов, которые состоят из двух ярусов (атмосферного и литосферного, иногда представленного в виде ледовых масс). Второй, наиболее обширный по площади слой распространения ландшафтов связан с водными поверхностями естественных и искусственных водоемов. В формировании всех поверхностно-водных ландшафтов большую роль играет фотосинтез, осуществляемый низшими водорослями. По характеру ярусного строения поверхностно-водных ландшафтов различают два типа мозаик.

Во-первых, мозаики мелководных ландшафтов, формирующиеся в пределах всех континентальных водоемов, а также на материковой отмели (шельфе) морей и океанов. Эти ландшафты состоят из трех ярусов (атмосферного, гидросферного и литосферного), причем существенную роль в их образовании играют процессы взаимодействия водоемов и прилегающей суши (волноприбойные процессы, снос материала с суши). Во-вторых, мозаики надглубоководных ландшафтов, формирующиеся на водной поверхности морей и океанов за пределами материковой отмели. Подобные ландшафты состоят из двух ярусов (атмосферного и гидросферного), причем слой фотосинтеза в них полностью «оторван» от глубоко расположенного дна водоемов. Существенную роль в их формировании играют волновые процессы открытого моря. Наконец, третий слой распространения ландшафтов размещается на твердых поверхностях глубоководного дна водоемов (не только океанов и морей, но и таких глубоких озер, как Байкал и Танганьика). Здесь сформировалась мозаика глубоководных ландшафтов, состоящих из двух ярусов (гидросферного и литосферного).

Мозаичные слои распространения наземных и поверхностно-водных (мелководных и надглубоководных) ландшафтов разорваны либо на крупные материковые и океанические ареалы, либо на мелкие островные (или, наоборот, экваториальные), которые вкраплены в океанические или, наоборот, в материковые части. Однако полный объем ландшафтной сферы значительно больше, чем тот, который приходится на мозаики наземных и поверхностно-водных ландшафтов. В океанах и других глубоководных водоемах ландшафтная сфера как бы раздваивается по вертикали, причем площадь мозаик глубоководных ландшафтов, подстилающих надглубоководные, составляет 60% всей земной поверхности.