Геотопологический анализ

Одной из основ экологического картографирования выступает геотопологический анализ. Геотопология – это общегеографическое учение о геотопах и об их эколого-картографической интерпретации (Ласточкин, 1995, 2002). Геотопы – это относительно однородные в морфологическом отношении (на каждом определенном пространственном уровне) участки земной поверхности. Проведение геотопологического анализа строится на представлении о том, что морфология изучаемых объектов отражает создавшие и преобразовавшие их процессы, имевшие место в прошлом, и определяет происходящие ныне и ожидаемые в обозримом будущем потоки и переносимые ими вещество и энергию (Ласточкин, 2002, с.102). Она отражает направленность познания от морфологии к динамике, от формы к содержанию.

Роль учета геометрии объектов в их познании подчеркивалась П.Кюри, В.И.Вернадским, Б.Л.Личковым, И.И.Шафрановским. В геометрии пространства экосистем отображена вся совокупность прошлых и современных процессов. Геометрический анализ позволяет более экономно и полно описать ситуацию, дать более полное представление об экологическом потенциале, получить более достоверную информацию. Отсюда А.Н.Ласточкин формулирует морфодинамическую парадигму, предусматривающую исследование морфологии объекта, а затем интерпретацию его результатов, познание создавших и моделирующих и одновременно зависимых от морфологии процессов тепломассопереноса.

Основы учения о геотопе были заложены в русской геоботанике при создании карт типов местопроизрастаний. Базовыми учениями о геотопах являются учения о местоположениях Г.Н.Высоцкого, Б.Б.Полынова, Л.Г.Раменского, хорологические законы Э.Неефа, позиционный анализ Б.Б.Родомана, учение о нуклеарных системах А.Ю.Ретеюма, геотопологический анализ А.Н.Ласточкина.

Геотопы, рассматриваемые относительно полей и потоков вещества и энергии в пределах земной поверхности, выступают местоположениями. Местоположения создают предпосылки для поступления, перераспределения и трансформации входящих и выходящих потоков. Поскольку каждое местоположение конкретно, оно легко поддается регистрации и измерению. Это позволяет реализовывать автоматизацию процессов выделения гетопов.

Геотопологический анализ позволяет выделить структурные элементы геосистем и на их базе местоположения. Уже в характере структурных элементов заложены многие предпосылки экологического состояния, поскольку каждый элемент включен в определенную систему связей, потоков, взаимодействий. Он обладает предпосылками формирования определенного уровня устойчивости. Место, совокупность форм, характер сопряжений геосистем определяют основные закономерности потоков, перемещений загрязнений. Морфологические закономерности отражают процессы.

Сами участки, являясь результатом длительных процессов, влияют на процессы, протекающие в конкретные, в данные моменты времени. Участки – это элементарные (на данном пространственном уровне рассмотрения) поверхности, которые определенным образом встречают потоки вещества и энергии, преобразуют и трансформируют их (отклоняют, отражают, поглощают, фильтруют).

2.2. Местоположение как система взаимодействия геотопа с потоками и полями. Понятие о местоположении. Модель местоположений. Пространственные уровни местоположений. Локальный, региональный и глобальный уровни. Гравитационная экспозиция. Циркуляционная экспозиция. Инсоляционная экспозиция. Геотопологические параметры. Структурные линии. Гребневые, килевые и другие виды структурных линий. Роль структурных линий в отграничении (выявлении, выделении) ландшафтных систем.

Местоположение – это участок земной поверхности (от элементарных до сложных поверхностей), геотоп, характеризующийся определенным положением относительно вещественных и энергетических потоков, связанных с гравитационной, циркуляционной и инсоляционной экспозициями. Местоположение - это своего система «геотоп + поток».

Выделяют пространственные уровни местоположений: глобальный, региональный, локальный. Но можно выделить до 15 уровней (В.В.Пиотровский).

Элементарные местоположения. Они соответствуют элементарным геоморфологическим поверхностям (выделяются на картах масштаба М 1:50000-1:10000) с размером поперечника от десятков до первых сотен метров.

Позиционные эффекты. Важнейшую роль в геотопологической дифференциации играют позиционные эффекты, то есть положение территории, участка относительно воздействующих объектов (Родоман, 2001; Ретеюм, 1989). А.Ю.Ретеюм ввел понятие нуклеарных объектов, которые упорядочивают вокруг себя геосистемы в определенной последовательности. Такими объектами являются Солнце (которое благодаря шарообразности Земли и ее суточного и годового вращения определенным образом структурирует распределение потоков лучистой энергии на земной поверхности), материки и океаны, горные системы, центра действия атмосферы, моря, озера, хребты, холмы, ледники, магматические тела и т.д.

По характеру действующих механизмов упорядочения явлений выделяют три главных вида (типа) позиции или экспозиции: гравитационная, циркуляционная, инсоляционная.

Гравитационная (или гравигенная) экспозиция связана с положением участков в поле силы тяжести и реализует универсальную закономерность перераспределения вещества и энергии даже на равнинах с очень слабыми уклонами (Раман, 1972, с. 27). Она характеризует положение участка относительно потоков вещества и энергии, осуществляемых под действием силы тяжести: нисходящие перемещения поверхностных и почвенно-грунтовых вод, водных масс в морях и океанах, нисходящие литодинамические (в том числе гравитационно-тектонические) и собственно гравитационные (осыпи, обвалы, отседания, оползни, камнепады, и др.), а также гидролитодинамические процессы (грязекаменные, солифлюкционные, плоскостной смыв делювия, стекающие по земной поверхности охлажденные воздушные потоки.

Нисходящие потоки в биосфере являются наиболее универсальными и системообразующими.

Циркуляционная экспозиция – положение участка по отношению к воздушным и водным потокам, которые перемещаются независимо от силы тяжести. Происходит перенос дезинтегрированного литосферного вещества, воздуха, воды, а вместе с ними химических элементов и соединений, водяного пара, тепла и т.д. Перенос осуществляется как по латерали, так и по вертикали, в соответствии с градиентом силы тяжести или против него.

Потоки, связанные с циркуляционной экспозицией, имеют непостоянство по пространству и времени, имеют разные скорости (суточный и внутригодовой ход и т.д.). Они отражаются на картах в виде разных по форме и ширине векторных линий.

Территории с разной направленностью атмосферного переноса разграничиваются своеобразными «атморазделами» (Глазовский, 1983). На глобальном уровне они связаны с центрами действия атмосферы, на локальном – с факторами возникновения местных циркуляций.

Инсоляционная экспозиция – положение участка по отношению к радиационным потокам: прямой солнечной радиации, рассеянной радиации, излучению земной поверхности, встречному противоизлучению атмосферы.

.

Дата добавления: 2015-09-06