Текст
                    



















<1







I)







Б

Г









Г













ж







I









%

— А

* I. г ► - ъ АС ВИКТОРОВ РИСУНОК । 4 Ч. I I а I V 1 Р * х 4 • х ь I Ч Г ч Г I л х" ь -л X * МОСКВА «МЫСЛЬ» 1986 №
ББК 26.82 В43 РЕДАКЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ р ецензент — доктор географических наук Б. В. ВИНОГРАДОВ 1905020000-^1 В 004(01)-86 © Из; ательство «Мысль». 1986
ВВЕДЕНИЕ Что такое рисунок ландшафта? Географ, рассматривающий карту, видит, что леса, луга, болота соединились на листе в причудливый узор. Космонавт, следящий за ликом планеты, видит за стеклом иллюминатора, что равнины, горы, плоско- горья покрыты закономерно построенной удивительно мозаикой, образованной озерами, ложбинами ^Хблмами. Гидролог, изучающий строение рек, заме- чает, что речная сеть образует ажурные упорядочен- ные рисунки, различные в разных климатических и геологических условиях. Геолог, занимающийся гео- логической интерпретацией аэрофотоснимков, сталки- вается с необходимостью расшифровывать узоры изо- бражения, которые отражают естественную мозаику, образованную на земной поверхности болотами, пес- ками, глинистыми равнинами и т. д. Все эти разно- родные ситуации объединяет одно: исследователь сталкивается с природным земным ландшафтным ри- сунком. Развитие аэро- и космических съемок поверхности планеты стимулировало развитие в различных науках новых направлений исследований. Одним из таких на- правлений в физической географии, видимо, может быть назван анализ ландшафтных рисунков. Анализ этот посвящен исследованию естественных мозаик, которые образованы на земной поверхности природ- ными объектами, например солончаками, лугами, ле- сами и т. д. Аэрокосмические съемки впервые позво- лили увидеть природные узоры на земной поверхности и получить точную количественную информацию о пространственных взаимоотношениях различных яв- лений. С анализом естественных рисунков эпизодически сталкиваются исследователи самого разного профиля:
ландшафтоведы, гидрологи, геологи. Такие исследо- вания еще недавно были разрозненными и лишь в по- следнее время стали объектом специального внима- ния. Между тем такой анализ, несмотря на свою «мо- лодость», представляет единое направление научных исследований, имеющих свой объект и «язык» и свои прикладные аспекты. Вероятно, каждого, кто видел природные рисунки, они поражали своей сложностью и закономерным повторением мозаики. Их геометрическая правиль- ность подталкивала исследователей на путь количе- ственного анализа рисунка. Здесь на помощь такому анализу пришли кибернетика и математика. Анализ ландшафтных рисунков, несмотря на то что корни его уходят в девятнадцатый век, только начи- нает развиваться. Однако уже сейчас его применение перспективно в самых различных и теоретических, и практических географических задачах. Одно из глав- ных направлений — использование материалов съемки из космоса. Получение «космической» информации о поверхности Земли создает ряд проблем. Основные из них — проблемы расшифровки изображения для полу- чения данных о земной поверхности, суждение об объектах, скрытых от непосредственного наблюдения, по характеру этой поверхности и, наконец, уменьше- ние времени на расшифровку полученной из космоса информации. В решении всех трех проблем одно из основных мест отводится анализу природных рисун- ков. Применение исследований ландшафтных рисунков перспективно также в прогнозе географических явле- ний — одной из основных задач сегодняшнего дня. Ключевые позиции это направление занимает и в проб- леме физико-географического районирования. В свою очередь практическое, приложение анализа земных рисунков породило новые вопросы: какую информа- цию о геологическом строении несут природные мо- заики? какова связь между количественными характе- ристиками рисунков и параметрами протекания при- родных процессов? существуют ли «инварианты ри- сунков»? каковы законы динамики рисунков? С этими и многими другими вопросами читатель познакомится в этой книге.
В основе понятия «ландшафтный рисунок» лежит существование на поверхности планеты природных территориальных комплексов (ПТК). Эти комплексы (ПТК) — природные единства, отвечающие генети- чески однородным участкам земной поверхности, с единообразным сочетанием всех географических ком- понентов (горных пород, рельефа, климата, подзем- ных и поверхностных вод, почв, растительности и жи- вотного мира). Примеры природных территориальных комплексов — карстовая воронка с болотной расти- тельностью, массив грядовых песков со злаковыми сообществами на слаборазвитых песчаных почвах и т. п. Возникновение учения о природных территориаль- ных комплексах связано с именами В. В. Докучаева, Л. С. Берга, Б. Б. Полынова. В наше время различные направления ландшафтоведения развиваются в трудах Н. А. Солнцева, Н. А. Гвоздецкого, А. Г. Исаченко, Ф. Н. Милькова и др.1 В зависимости от сложности строения могут быть выделены природные территориальные комплексы разных рангов: элементарные ландшафты, микро- ландшафты и ландшафты. Элементарный ландшафт — это самая мелкая и просто устроенная природная еди- ница; ей соответствуют однотипные элементы рельефа, одна почвенная .разность, один тип растительного сообщества и т. д. Примером элементарного ландшаф- та могут служить днища микропонижений с разно- травно-пырейными сообществами на суглинистых лу- гово-каштановых почвах, часто встречающиеся в При- каспии. Микроландшафт устроен сложнее: ему соот- 1 В дальнейшем мы будем пользоваться терминологией, пред- лагаемой в работах Н. А. Гвоздецкого (например, Гвоздецкий, 1979). -
ветствуют однотипные сочетания элементарных ланд- шафтов, например моренные холмы с ельниками на подзолистых почвах. Ландшафту же — самому слож- ному из этих разностей — соответствует повторяюще- еся сочетание микроландшафтов, связанное с однород- ным комплексом мезоформ рельефа. Типичный при- мер — ландшафт моренных равнин с сочетанием мо- ренных холмов с ельниками и сфагновых болот в понижениях между холмами. Группируя типы террито- рий по сходству природных особенностей, можно по- лучить роды, подтипы, типы ландшафта и другие клас- сификационные подразделения. Например, тип ланд- шафта — пустыни, подтип — северные пустыни, груп- па — песчаные северные пустыни. Однако географическая практика требует изучения и более мелких, чем элементарный ландшафт, образо- ваний — парцелл, микрофаций и др. (Фриш, 1978; Москаленко, 1969, и др.). Пример таких единиц — холмики-косы, образовавшиеся у кустов черного сак- саула, в южных пустынях, или мочажины и неболь- шие повышения на болотах. Таким образом, при ланд- шафтном подходе к исследованию земной поверхности она предстает как мозаика ячеек — целостных при- родных единств. Теперь можно себе представить, что вы поднялись в воздух и увидели те же самые холмы, болота, леса, которые только что были вокруг вас на земле, с боль- шой высоты. И здесь обнаружилось, что эти объекты, расположенные, казалось бы, в беспорядке, начинают образовывать внизу правильные, закономерно постро- енные и разнообразные узоры. Свойства таких узоров очень трудно заметить на земной поверхности, но ими невозможно пренебречь на аэро- или космическом снимке. Поэтому с самых первых шагов развития аэрокосмических методов исследований Земли многие исследователи, имеющие разные цели и специальности, часто совершенно независимо были вынуждены обра- щаться к изучению этого пространственного узора, который в общем может быть назван ландшафтным рисунком. Ландшафтным рисунком территории называется пространственная мозаика, которую образуют на зем- ной поверхности участки, соответствующие развитым на этой территории природным территориальным комплексам (НТК) или микрообразованиям комплекс- ного характера.
Из определения следует, что ландшафтный рису- нок территории — такая же объективная реальность, как и составляющие ее ПТК. Самое полное представление о ландшафтном ри- сунке территории дает отражение его на ландшафт- ных или ландшафтно-индикационных картах или ландшафтных схемах дешифрирования аэрофотосним- ков. Однако следует помнить, что такое отражение — до некоторой степени абстракция, как и любая модель. Так, например, реальные границы между ПТК пред- ставляют собой более или менее широкие полосы, в которых один ПТК сменяется другим; на карте же или на схеме дешифрирования границы отражаются не в виде полос, а в виде линий. Аэро- или космофотоизображения тесно связаны с ландшафтным рисунком территории. Снимки очень полный источник информации о ландшафтном рисун- ке. Многие их особенности оказываются однозначным отображением аналогичных особенностей ландшафт- ного рисунка (ориентированность и т. д.). Более того, названия типов рисунков аэро- или космофотоизобра- жения часто полностью совпадают с названием типов соответствующих ландшафтных рисунков. Однако знака равенства между ними поставить нельзя. В ос- нове этого лежит несколько причин (рис. 1). Во-пер- вых, рисунок изображения (если пренебречь зерни- стостью) чаще всего есть непрерывное изменение оптической плотности (почернения), в то время как ландшафтный рисунок — дискретное (прерывистое) природное образование. Во-вторых, рисунок изобра- жения отражает структуры сразу всех рангов, образо- ванные ПТК, развитыми на данной территории. В-третьих, иногда некоторые ПТК могут быть слабо отображены в рисунке изображения материалов ди- станционных съемок, так что в общем случае соответ- ствие рисунка изображения и ландшафтного рисунка не полное. Наконец, на рисунок изображения помимо ландшафтного рисунка территории влияет еще ряд факторов, к которым относятся метеорологические и технические условия съемки, время съемки, процесс обработки, биологические факторы (например, свето- теневая мозаика крон), хозяйственная деятельность человека и др. В ландшафтоведении и смежных отраслях наук есть целый ряд понятий, родственных понятию «ланд- шафтный рисунок»; вместе с тем ни одно из них не
1 1
эквивалентно названному (см. Солнцев, 1948; Аннен- ская и др., 1962; Николаев, 1979; Мазинг, 1965; Фридланд, 1972; Виноградов, 1966) . Истоки развития анализа ландшафтных рисунков прослеживаются в исследованиях почвенно-раститель- ных комплексов, проведенных еще в начале двадца- того века Н. А. Димо и Б. А. Келлером (1907). Иссле- дователи пришли к заключению, что характерная черта различных полупустынных комплексов не толь- ко почвенно-растительный покров, но и те площадные соотношения, в которых составляющие элементы вхо- дят в тот или иной комплекс. В результате они вклю- чали в характеристику комплексов отношение пло- щадей образующих их элементов. Так появился один из первых и самых простых приемов количественного анализа ландшафтных рисунков. В развитии анализа ландшафтных рисунков мож- но выделить три периода. Для первого периода ха- рактерно, что информация о ландшафтных рисунках получалась географами попутно С другими исследо- ваниями (работы И. А. Димо и Б. А. Келлера (1907), В. В. Алехина (1924) и др.). Во втором периоде ана- лиза ландшафтных рисунков они рассматривались в основном как средство выявления природных терри- ториальных комплексов высокого ранга. В этот период уже сформулированы основные положения ландшаф- товедения. Наконец, для третьего периода характерно появление специального пристального внимания к ландшафтному рисунку как предмету самостоятель- ного изучения. К этому периоду развития относятся работы Л. И. Ивашутиной и В. А. Николаева, С. В. Преображенского, Н. В. Фадеевой, В. М. Фрид- ланда, Б. В. Виноградова и др. Именно в этот третий период по сути дела и начинает развиваться количе- ственный анализ ландшафтных рисунков территории. Важный фактор развития анализа ландшафтных мозаик — дистанционные съемки. Получить информа- цию о ландшафтном рисунке наземными методами Рис. 1. Аэрофотоизображение (1а) и ландшафтный рисунок (16) участ- ка пустыни: 1—супесчаная равнина, закрепленная серопольш- но-бшоргуновой (Аг1егш51а 1еггае а!Ьае Д-АпаЪаз^з 5а1за) расти- тельностью на бурых пустынно-степных почвах; 2 — мокрый со- лончак, лишенный растительности, с окаймлением полосой соле- роса (ЗаПсопиа ИегЬасеа) I
крайне трудно, и она обычно недостаточно точна, что практически исключает количественную обработку. Наоборот, на материалах дистанционных съемок гео- метрические особенности ландшафтного рисунка хо- рошо видны и часто более выразительны, чем рельеф, почвы, растительность и т. д. Первые применения аэросъемок, связанные с име- нем академика А. Е. Ферсмана, относятся к 1924 г. Однако первая работа, обобщающая результаты но- вого направления исследований, принадлежит А. В.Га- веману и увидела свет в 1937 г. Появление следующих крупных работ — В. П. Мирошниченко, М. А. Петру- севича и т. д. совпадает с переходом развития анали- за ландшафтных рисунков ко второму, выделенному выше этапу. Появление космической фотосъемки особенно силь- но отразилось на эволюции анализа ландшафтных рисунков. Фототон контуров, видимых на космофото- снимках, оказался еще менее информативен, чем на аэрофотоснимках; в связи с этим возросла, роль ри- сунка как самостоятельного источника информации. С развитием мелкомасштабных съемок стала доступ- на наблюдению и ландшафтная мозаика, образован- ная ПТК высокого ранга. Это расширило рамки ана- лиза ландшафтных рисунков (Григорьев, 1975). Усовершенствовало количественный анализ ланд- шафтных рисунков исследование автоматизации де- шифрирования и оптических свойств ландшафтов (ра-. боты Ю. С. Толчельникова, Г. А. Сергеева, Д. А. Янут- ша, М. Сиу и др.)- Такие исследования сконцентри- ровали внимание на числовых параметрах, необходи- мых для описания рисунка, отображающего ланд- шафтную мозаику. Другим важным фактором, повлиявшим на разви- тие количественного анализа ландшафтных рисунков территории, стали исследования в области физико- географического районирования и других географиче- ских дисциплин (структура почвенного и растительно- го покрова, геоморфологические объекты и т. д.). Воз- никла необходимость формализации процесса выде- ления единиц физико-географического районирования на ландшафтной основе. Данная основа потребовала введения разнообразных параметров, характеризую- щих ландшафтный рисунок, и изучения связей этих параметров с факторами физико-географической диф- ференциации (Ивашутина, Николаев, 1969, 1971, 1972;
Николаев, 1979; Гуревич, 1968; Симонов, 1971; Феди- на, 1973; Абишев, 1973). Развитие анализа ландшафтных рисунков идет в нескольких основных направлениях. Первое — составляет разработка понятийного ап- парата анализа ландшафтных рисунков. Развитие этого направления основывается на теоретическом ландшафтоведении, что позволило сформулировать понятие ландшафтного рисунка, представление о со- ставляющих его элементах и др. (Анненская и др., 1963; Ивашутина, Николаев, 1969; Викторов, 1977; Наазе, 1976). Определены возможные подходы к ана- лизу ландшафтных рисунков (Невяжский, 1969; Ма- зине, 1965; Исаченко, 1965, и др.). Сюда же следует отнести выработку принципиальных представлений о рисунке как источнике информации (работы Ю. С. Тол- чельникова, Р. П. Савельевой, Т. М. Хазановой, А. С. Викторова и др.). Другое направление исследований представляет собой систематизацию и классификацию ландшафт- ных рисунков. Сделаны многочисленные попытки по- лучить общую классификацию всех встречающихся ландшафтных рисунков и дать принципы ее построе- ния (работы Г. А. Глумова, В. А. Ряшина, С. В. Вик-' торова, Б. В. Виноградова, И. И. Мамай и др.). В ряде случаев для классификации используются количест- венные параметры рисунков, и такие классификации строятся как на морфографической основе, так и на анализе происхождения рисунков. Последний прин- цип представляется нам наиболее ценным. Следует отметить, что существуют, хотя и немногочисленные, классификации ландшафтных рисунков, образованных ПТК высокого таксономического ранга (Григорьев, 1975). Третье направление исследований — разработка количественных приемов анализа ландшафтных мо- заик. Такие приемы появлялись как в результате спе- циальных исследований, так и в процессе применения количественного анализа ландшафтного рисунка к ре- шению практических задач. Были разработаны прие- мы анализа дробности и неоднородности рисунка (Глазовская, 1964; Викторов, 1966; Ивашутина, Ни- колаев, 1969, и др.), приемы анализа удлиненности и расчлененности и других характеристик форм ПТК (Симонов, 1972; Бунге, 1967; Берлянт, 1978, и др.)', в ряде работ введены разнообразные параметры ори-
еитировкй й ЁзЙйМндгО расположения ПТК (Вороно- ва, 1976; Викторов, 1979, и др.). Четвертое направление развития анализа ланд- шафтных рисунков—изучение и использование свя- зей рисунков с физико-географйческими условиями. Во многих работах исследованы различные связи ландшафтного рисунка с литологическими особенно- стями пород, слагающих поверхность территории (Горбунова, 1966; Полякова, 1975; Ильин, Гудилин, 1970), с подстилающими отложениями (Онищенко, Сафронова, 1974; Викторов, 1979), с тектоническими условиями территории (Мяло, Горяйнова, 1976; Кри- вулин, Любимов, 1971, и др.), с геодинамическими процессами и подземными водами (МаЬЬиП, УРоосИп^, 1983; Можаева, 1970; Ьа Уа11е, 1968; Атаев, 1972, и др.). Связь ландшафтных рисунков с климатическими условиями изучена сравнительно слабо. Практически не изучено значение возраста территории для разви- тия ее ландшафтного рисунка. Получение информации о взаимосвязях характе- ристик ландшафтного рисунка с геолого-геоморфоло- гическими и климатическими условиями чаще носит разрозненный, нецеленаправленный характер; полу- ченные сведения, как правило, оказываются побочным результатом исследований. Это проявляется в явной •нехватке данных о взаимоотношениях физико-геогра- фических условий и особенностей строения ландшафт- ных рисунков. Другая характерная черта современ- ного состояния анализа ландшафтных рисунков — эмпирический подбор приемов количественного анали- за, нередко вне всякой связи с уже имеющимся науч- ным опытом в этой области. Особое место занимают исследования общих зако- номерностей рисунка эрозионной сети и гидросети. Выявленные общие законы их строения — фундамент многих теоретических построений (Ыз1, 1969; Ргид- . Нотте, Уцгпеаих, 1970; Соокз, 1978, и др.). С другой стороны, выявление законов строения гидросети— стимул для их теоретического обоснования. Это и по- родило ряд работ данного направления (ВсИгеее, 1969; КапаШ, 8сИеЛе{г§ег, 1968). Итак, подчеркнем еще раз. Анализ ландшафтных рисунков развивается в четырех основных направле- ниях: создания понятийного аппарата, классификации ландшафтных рисунков, разработки количественных
приемов анализа и исследования и практического использования связей особенностей ландшафтных ри- сунков с физико-географическими условиями. Как и во всяком научном направлении, в анализе ландшафтного рисунка начали формироваться свои исходные понятия и свой «язык», необходимость ко- торого продиктована практикой исследований. Поче- му же оказалось недостаточно понятий и терминов ландшафтоведения, ведь, казалось бы, выбор их об-* ширен? Практика исследований ландшафтных рисунков выявляет неоднозначность понимания ряда уже суще- ствующих терминов для нового направления и необ- ходимость создания некоторых новых терминологиче- ских построений. Последнее связано со специфически- . ми чертами анализа ландшафтных рисунков, а имен- но с выраженностью в подобных исследованиях гео- метрического аспекта и необходимостью создания тер- минов, которые были бы универсальными при описа- ^у^ нш^ рисунка и могли бы прилагаться к рисункам раз- от'ранга образую- щих их ПТК. Таким образом, несмотря на нежелательность вве- дения новых терминов, нужно четко определить ряд у . понятий, которые будут постоянно использоваться в В нашей работе. На различных видах дистанционных съемок полу- чают отражения пространственные взаимоотношения разнообразных объектов естественного и антропоген- ного происхождения. Сочетание этих объектов, взятых во всей сложности их пространственных (плановых) взаимоотношений, можно называть плановой структу- рой территории. К элементам, ее составляющим, от- носятся и популяции отдельных растений, и фитоце- нозы, и формы рельефа, и элементы гидрографической сети, и водные массы, и внешний облик (эктоярус) ПТК, и антропогенные объекты (каналы, дороги, ко- лодцы и др.). В таком понимании термин «плановая структура территории» близок к понятию облика местности. Плановая структура территории находит свое прямое отражение в рисунке изображения материалов аэро- Ь космических съемок. С помощью приемов ландшафт- | ного дешифрирования из всей массы пространствен- к ных взаимоотношений может быть отобрана инфор- Ь мация о пространственных взаимосвязях ПТК различ- к ' 13
ного таксономического ранга — о ландшафтном ри- сунке. Если рассматриваются пространственные взаимо- отношения ПТК разных рангов, то соответствующий ландшафтный рисунок может быть назван полива- лентным ландшафтным рисунком. Если же изучают- ся пространственные- сочетания ПТК какого-либо одного ранга, то рисунок может называться монова- лентным. В этой работе рассматриваются почти исключительно моновалентные ландшафтные рисунки, так как анализ поливалентных сейчас почти не развит или сводится к анализу какой-либо моновалентной составляющей. Для моновалентных ландшафтных ри- сунков целесообразно введение понятия ранга ланд- шафтного рисунка в соответствии с рангом образую- щих его ПТК. Элемент ландшафтного рисунка, представляющий собой участок земной поверхности, соответствующий одному ПТК определенного ранга, называется ланд- шафтным контуром. Таким образом, ландшафтный контур — элементарная составляющая ландшафтного рисунка. Ландшафтному контуру могут соответство- вать ПТК разных рангов в зависимости от рисунка. Например, на рис. 156, 1, 5 (см. с. 84, 8, 29) отдельный ландшафтный контур по рангу соответствует в первом случае фрагменту элементарного ландшафта, во вто- ром — фрагменту микроландшафта, в третьем — фрагменту ландшафта. Ландшафтный контур —- уча- сток территории; линия, очерчивающая его, называет- ся границей ландшафтного контура. Употребление термина «ландшафтный контур» для обозначения уча- стка не нововведение. Этот термин употребляется в работах, связанных с картографическим анализом, где данный термин используется в аналогичном смысле (например, геоботанический контур, почвен- ный контур и т. д.). Индивидуальные ПТК, входящие в ландшафтный рисунок, в соответствии со сходством в рельефе, растительности, почвах и т. д. группиру- ются в виды, роды, типы и др. Типологические клас- сификационные объединения ПТК, которые составля- ют ландшафтный рисунок, можно называть состав- ляющими ландшафтного рисунка или типами ланд- шафтных контуров. Таким образом, конкретный эле- ментарный ландшафт (рис. 15, см. с. 84), микро- ландшафт или ландшафт (рис. 5, см. с. 29), встречаю- щийся в ландшафтном рисунке, является его состав-
ляющей или одним из типов ландшафтных контуров. Например, ландшафтный рисунок на рис. 9 имеет две составляющие, на рис. 20 — три составляющие, на рис. 22 — четыре составляющие. Чтобы рассмотреть ряд специальных вопросов (см., например, главу IV), нужно отделить геометрические характеристики отдельного ландшафтного контура от соответствующих ему рельефа, растительности, поч- венного покрова, поверхностных вод и др., т. е. от его физико-географического «наполнения». Для этого, со- вокупность особенностей рельефа, микроклимата, по- верхностных вод, почв, растительного покрова и жи- вотного мира отдельного ландшафтного контура можно выделить под термином физико-географическое содержание контура. Например, физико-географиче- ское содержание контура, относящегося на рис. 1 к первой составляющей, — слабоволнистая супесчаная поверхность с серополынно-'биюргуновой раститель- ностью на бурых почвах. Отделение геометрических особенностей и физико- геогра'фического содержания возникает часто при изучении всего ландшафтного рисунка. Геометриче- ские особенности ландшафтного рисунка тесно связа- ны с его физико-географическим содержанием, с гене- зисом территории. Но формально при описании ряда свойств рисунка физико-географическое содержание ландшафтных контуров не фигурирует в явном виде. Совокупность свойств рисунка, формально не связан- ных с конкретным физико-географическим содер- жанием составляющих его контуров, мы называем геометрическими особенностями ландшафтного ри- сунка. Понятие о геометрических особенностях ландшафт- ного рисунка, естественно, вытекает из характера информации, получаемой, из мелкомасштабных аэро- фотоснимков (АФС)’, космофотоснимков (КФС)\ ра- диолокационных снимков (РС) , из представлений об «одинаковом архитектурном плане» различных терри- торий (Николаев, 1960), о гомологических рядах почв в почвоведении. Для того чтобы задать геометрические особенности некоторого ландшафтного рисунка, недостаточно за- дать положение всех границ ландшафтных контуров, входящих в рисунок (сетку границ). Необходимо еще указать, какие ландшафтные контуры относятся к одному типу, а какие — к разным. Выражаясь более . 15 ./ ' л
образно, задать геометрические особенности — то же, что сделать ландшафтную карту, раскрасить ее в соответствии с набором существующих на территории ландшафтов, но не указывать, какой цвет символизи- рует какое сочетание рельефа, растительности, почв. Действительно, если ограничиться описанием сетки границ и не указывать принадлежность ландшафтных контуров к одному или разным типам, то ряд геомет- рических особенностей выпадает из поля зрения ис- следователя. Так, например, особенности ландшафт- ного соседства, целиком относящиеся к геометриче- ским особенностям, формально не могли бы быть туда отнесены, так как для их анализа необходима инфор- мация о принадлежности ландшафтных контуров к различным или к одинаковым типам. По аналогичной причине нельзя дать на первый взгляд эквивалентное уже данному определение по- нятия ландшафтного рисунка как «рисунка, образо- ванного на земной поверхности физико-географиче- скими границами» без упоминания о свойствах раз- деляемых ими ПТК. Подчеркнем, что введенная система терминов об- ладает определенной универсальностью — она приме- нима к моновалентному ландшафтному рисунку лю- бого ранга. Кроме того, введенные термины приспо- соблены к описанию пространственных взаимоотноше- ; 1 НИЙ ПТК. Определенное выше понятие «ландшафтный рису- НОК» применимо к любому участку; так, оно может 1 быть отнесено к любому пространственному рисунку, произвольно выделенному из общего ландшафтного строения. Вместе с тем рассмотрение ландшафтных карт и схем, а также АФС и КФС показывает, что значительные пространства занимают участки, рису- нок которых в различных своих частях построен почти одинаково. Это не означает, конечно, что различные части такого рисунка совпадут при наложении, но в них явно прослеживаются сходство конфигураций, одинаковая ориентированность ландшафтных конту- ров, сходство «состава» и т. д. Такие участки — есте- ственные, объективно существующие единицы. Они участвуют в ландшафтном строении любой терри- тории. Однотипно построенные участки формируют- ся в более или менее однородных физико-географи- ческих условиях и, более того, однородны генети- чески,
Рис. 2а Два однородных ландшафтных рисунка (граница между ними показана пунктиром) на участ- ке Прикаспийской низменно- сти: 1 — плоские равнины, су- песчаные, с серополынно-биюр- гуновыми комплексами на бу- рых пустынно-степных почвах: 2 — мокрые солончаки, лишен ные растительности; 3 — лима- чообразные понижения (I и И — площадки со сравниваемы- ми ландшафтными рисунками, объяснение см. в тексте) о’/>—4 Рис. 26 Изменение показателя плотно- сти ландшафтных контуров: 4 — изолинии показателя (в км-2) Таким образом, целесообразно ввести понятие однородного (упорядоченного) ландшафтного рисунка, который будет в дальнейшем употребляться в работе. Однородным (упорядоченным) ландшафтным ри- сунком мы называем ландшафтный рисунок, постро- енный однотипно во всех своих частях, т. е. на протя- жении всего участка, занятого данным ландшафтным рисунком, сохраняются один и тот же состав рисунка,
однотипность форм и близость ориентировок ланд- шафтных контуров (по каждому ландшафту в отдели- . ности), одни и те же особенности взаиморасположе- ния контуров различных ландшафтов, в том числе особенности ландшафтного соседства (см. главу III). Так, на рис. 2а, сравнивая участки I и II, можно за- метить, что сохраняются площадные соотношения между фоном и вкраплениями, на обоих участках одна и та же округлая форма контуров и характерное отсутствие преобладающих ориентировок и агрегаций контуров. Словом, этот рисунок однороден. В количественном отношении для однородного ландшафтного рисунка характерны довольно неболь- шие колебания количественных характеристик внутри его границ и относительно резкое и совпадающее изменение многих из характеристик на границах ланд- шафтного рисунка с окружающими пространствами. Так, на рис. 26 хорошо видно слабое изменение по- казателя внутри рисунка и.резкое его изменение на границе. Видимо, значения любых количественных показателей, вычисленных по данным пересечения ри- сунка трансектой, для всех параллельных трансект будут одинаковы. Данное определение не вполне кор- ректно, так как не определена необходимая степень сходства различных участков внутри рисунка. Чтобы устранить возможное влияние неточностей в ограни- чении упорядоченных ландшафтных рисунков, следует брать участки, по возможности отстоящие от гра- ниц. Территориально однородный ландшафтный рису- нок соответствует обычно ПТК более высокого ранга, чем составляющие его ПТК. Введение термина «одно- родный» объясняется, как уже говорилось, независи- мостью его от рангов и геометрической спецификой данного исследования. Кроме того, термин «однород- ный (упорядоченный) ландшафтный рисунок» в отли- чие от термина ПТК обозначает проекцию на земную поверхность и имеет физиономический аспект. Это позволяет, например, ставить важный вопрос о сте- пени соответствия границ однородного ландшафтного рисунка границам ПТК высшего ранга со свойствен- ной ему однородностью литогенной основы,, геодина- мических процессов и т. д. Для исследования и систематизации приемов ана-. лиза ландшафтных рисунков недостаточно восприятия их как единого целого, как это нередко отражается в ' ” *
названиях — древовидный рисунок, полосчатый и т. д. Анализ ландшафтных рисунков требует выделения разнотипных групп геометрических особенностей ри- сунков, которые существенно различаются как по со- держанию, так и по влиянию, оказываемому на них географическими факторами формирования ландшафт- ных структур. Совокупность выделяемых групп геометрических особенностей ландшафтного рисунка образует опре- деленный подход того или иного исследователя к их анализу. Различные исследователи применяли многообраз- ные подходы к анализу ландшафтных рисунков или близких образований (структур почвенного, расти- тельного покрова и др.) (табл. 1). Подобные работы чрезвычайно полезны, так как с их помощью выраба- тываются единые принципы анализа самых разнооб- разных ландшафтных мозаик. Различные подходы к анализу рисунков позволили выявить разнообразие их ; . строения, всесторонне охватить различные свойства ^Д||дацдфтных рисунков. Вместе с тем «разностиль- подходов приводит к тому, что особенности ри- сунка охватываются неполностью. Так, особенности пространственной сопряженности (соседства) ланд- шафтных контуров при вышеупомянутых подходах почти всегда выпадают. Другой распространенный недостаток — отсутствие детального развернутого объяснения, что автор понимает под тем или иным названием группы особенностей («дисперсия»?). Рассмотрев различные подходы к анализу рисунка и опираясь на результаты собственных исследований, мы предлагаем выделять следующие группы особен- ностей: 1) особенности состава ландшафтной структуры территории; 2) особенности формы контуров; 3) осо- бенности внешней ориентировки контуров и 4) осо- бенности взаимного расположения контуров: а) мет- рические особенности и б) топологические особенности. К составу мы относим особенности рисунка, не свя- занные со взаимным расположением контуров, с их формой и ориентировкой. Таким образом, сюда отно- сятся, например, набор типов контуров, количество контуров, коэффициенты неоднородности, распределе- ния площади контуров и т. д. Названия второй и третьей группы пояснений не требуют.
Таблица 1 Подходы к описанию ландшафтного рисунка территории Автор Подход Автор Подход В. В. Мазинг С. В. Викторов Набор составляющих. Пределы колеба- ния размеров и площадей контуров. Расположение контуров. Контраст- ность рисунка Число составляющих. Частота чередова- ния контуров. Степень контрастности. Распределение составляющих в про- странстве ' - А. Г. Исаченко И. И. Невяжский А. В. Садов Набор составляющих. Взаимное рас- положение контуров и соотношение? их площадей В. Ф. Рубахин А. В. Садов Количество контуров и составляющих Средняя площадь контуров по составля- ющим и ее статистическое распреде- ление. Соотношение площадей состав- ляющих рисунка. Ориентировка конту- ров. Форма контуров Набор площадей составляющих Коэффициенты площадной или ли- нейной неоднородности. Соотноше- ние площадей составляющих. Ори- ентировка контуров. Размеры кон- туров. Форма контуров. Диспер- сия (?) К. И. Геренчук А. Г. Топчиев Число контуров Число составляющих. Соотношения размеров контуров «Собственно ри- сунок» Продолжение таблицы 1 Подход Автор Подход Автор К. И. Геренчук К- И. Гораш А. Г. Топчиев Б. В. Виноградов Количество и размеры контуров Характер взаимного расположения кон- туров. Форма контуров Средний размер контура и статистиче- ское распределение размеров. Длина границ контуров и их расчлененность. Удлиненность формы контуров. Ориен- тировка контуров. Статистическое рас- пределение площадей контуров. Плот- ность пространственного распределе- ния и степень рассеяния. Соотношение площадей составляющих Я. С. Толчельни- ков Средний размер контура и отклоне- ния от него. Средняя площадь кон- тура и отклонения от нее Расчлененность границ контуров Асимметричность контуров Ориентировка контуров Распределение средних размеров и площадей контуров Пространственное распределение кон- туров Относительные площади составляю- щих
Метрическими особенностями взаимного располо- жения мы называем особенности взаимного располо- жения ландшафтных контуров, не меняющиеся при поворотах и переносах рисунка. К ним относятся, на- пример, расположение контуров по некоторой системе линий, неравномерно-пятнистое расположение конту- ров, распределение расстояний между контурами и т.д. 4 Топологическими мы называем особенности взаим- ного расположения контуров, не меняющиеся при всех | непрерывных преобразованиях рисунка, т. е. это осо- бенности пространственного сопряжения (соседства) | контуров. Названия «топологические» и «метрические» 1 естественно вытекают из названий разделов матема- тики, занимающихся изучением подобных свойств. Данный подход безусловно преемствен: легко про- Л слеживаются его связи со всеми данными, приведен- ными в таблице. Вместе с тем нетрадиционное объе- динение особенностей — «топологические» — термин, по нашему мнению, вполне назревший. По-видимому, Л впервые об этих особенностях рисунка упоминается в работе С. В. Преображенского 1966 года в связи с анализом ландшафтов межгорных котловин. На гео- графический смысл сопряжения указывал в своих ра- ботах Ю. Г. Симонов, в которых говорится непосред- ственно о географическом соседстве — закономерно- стях граничений географических объектов (Симонов, 1970) . Многочисленные работы по геохимии ландшаф- та указывают на закономерное геохимическое сопря- жение ландшафтов, которое сопровождается опреде- ленной последовательностью граничений — цепью. В ряде работ исследуются топологические характери- стики речных сетей (Зскгеие, 1969) и сетей эоловых образований (МаЬЬиИ, №оосНп@, 1983). Топологиче- ские особенности рисунка изображения в целом ряде работ по тематическому дешифрированию использу- ются для выделения различных географических и гео- логических объектов (Сиу, 1967; В г асоппе > 1974). В основе выделения пяти названных групп особен- ностей рисунка лежат два принципа: разделение свойств, зависящих от взаиморасположения ландшафт- ных контуров и не связанных с ним, и выделение групп по степени зависимости от классов возможных преобразований рисунка. Состав, форма и внешняя ориентировка характеризуют набор ландшафтных контуров, составляющих ландшафтный рисунок, без- относительно к взаимному расположению последних
в пространстве. При этом свойства, относящиеся к со- ставу рисунка, не меняются при поворотах и парал- лельных переносах рисунка, но меняются при подоб- ных преобразованиях (равномерное сжатие или рас- й тяжение) отдельных ландшафтных контуров. Элемен- ты внешней ориентировки меняются при поворотах рисунка, а свойства, описывающие особенности фор- мы, не меняются при всех названных преобразованиях рисунка. г Особенности взаимного расположения, зависящие ОТ пространственного положения различных ланд- к шафтных контуров, делятся на метрические (с выде- Й^лением элементов внутреннего ориентирования) и то- кологические. В основе деления лежит отношение к совокупности непрерывных преобразований в ланд- шафтной структуре, метрические особенности зависят от подавляющего большинства их, топологические — нет. ^^Достоинством описанного подхода является попар- * «ИЙЙаависимость выделенных групп геометрических Особенностей ландшафтной структуры. Так, при любой $ й ^внешней ориентированности ландшафтных контуров Iможет быть самый различный состав рисунка; зада- ние топологических особенностей взаиморасположе- ния никак не лимитирует возможную форму ланд- шафтных контуров. Это положение иллюстрируется гипотетическими ландшафтными структурами на рис. 3. Здесь структуры на рис. За и 36 отличаются только составом рисунка, на рис. За и Зв — только особенно- стями формы ландшафтных контуров, на рис. За и Зг — метрическими особенностями взаиморасположе- ния, на рис. За и Зд — топологическими особенностя- ми взаиморасположения. Целым рядом исследователей употребляются по- нятия «структура рисунка» и «текстура рисунка». В отечественных работах текстура Обычно отвечает особенностям взаиморасположения, форме и ориенти- ровке контуров, хотя формально она была определена только как особенности взаиморасположения (Невяж- ский, 1969); под структурой понимаются обычно все остальные особенности рисунка, прежде всего его со- став. В ряде зарубежных работ смысл названных тер- минов меняется: под структурой часто понимаются геометрические особенности рисунка, а под тексту- рой— набор составляющих рисунка (Сиу, 1967; Вга- соппе, 1974).
Рис. 3 Гипотетические ландшафтные рисунки, отличающиеся различны- ми группами особенностей: а и б — составом, а ив — формой контуров, а и г — метрическими особенностями взаиморасполо- жения, а и д — топологическими особенностями взаиморасполо- жения. 1, 2, 3 — различные ландшафты, составляющие рисунки Основа изложенного подхода — представление о том, что ландшафтные контуры часто характеризуют- ся внутренним геометрическим единством. Это един- ство обусловлено целостностью географических про-' цессов формирования ландшафтных контуров. Наз- ванное единство позволило рассматривать ландшафт- ные рисунки исходя из геометрических свойств ланд- шафтных контуров. '**’ Вместе с тем иногда наблюдаются различия в про- цессах, идущих на контактах одного и того же ланд- шафтного контура с соседними ландшафтными конту- рами. Эта разница в процессах отражается в геомет-
рических особенностях различных участков границ. Гетерогенность границ ландшафтных контуров приво- дит к мысли об ином подходе к ландшафтному рисун- ку. В таком случае исходным элементом анализа становятся не ландшафтные контуры, а границы. При этом основными группами геометрических особенно- стей выступают топологические особенности рисунка (система ландшафтных соседств), форма участков границ, их ориентировка и размеры. Достоинство та- кого взгляда — устранение недостатка предыдущего не полной (а лишь попарной) независи- МОСТИ выделяемых групп особенностей. Однако в этом Жучае в значительной мере игнорируется единство процессов, формирующих ландшафтный контур, дальнейшем в нашей работе при рассмотрении Ландшафтных рисунков мы исходим из первого, «кон- турного» представления. Подытоживая сказанное, нужно подчеркнуть, что д^^дшафтный рисунок участка территории состоит из ТНЫХ контуров, объединенных в соответствии ЛрЙИКО-географическим содержанием в ряд ландшафтный рисунок имеет ранг и представ-. И собой сочетание геометрических особенностей Ндшафтного рисунка и набора составляющих (типов Ц^Дшафтиых контуров); по степени однородности Вения различных своих частей ландшафтные ри- сунки могут быть разделены на однородные (упорядо- Ц ченные) и неоднородные. Первые — естественные од- нородные единицы, из которых слагается ландшафт- уная мозаика большинства Территорий. В каждом из ^Сунков можно выделить состав, особенности, форму ^^ориентировки ландшафтных контуров, метрические сббенности их взаиморасположения и особенности ’ . ландшафтного соседства. Теперь может быть задан вопрос: а настолько ли важна задача, чтобы стоило излагать зачатки новой системы понятий? В следующей главе мы попытаемся показать, что эти построения полностью оправданы многообразием и сложностью ландшафтных рисунков Земли. подхода в с Д' й ин Ш
Исследователя, впервые столкнувшегося с аэро- и " космическими снимками, поражает геометрическая правильность образовавшихся на них мозаик. Первое впечатление, которое возникает при взгля- де на рис. 4, состоит в том, что он кажется увеличен- I ным отпечатком пальцев. Однако изображение вовсе не следствие технического брака аэроснимка, а ланд- ; шафтный рисунок полупустынной зоны с редкими геометрическими особенностями. Территория на сним- ке — ровная пухловатая поверхность с небольшими . трещинами, на которой чередуются растительные 5 сообщества с господством приземистых полукустарни- ков — черной полыни (АНепйша раисШога) и биюр- гуна. Участки, занятые этими сообществами, образуют концентрические дуги и дают рисунок, названный на- ми «дактилорисунком» (от греческого бас1у1оп — па- лец). Дактилорисунок, чередуясь, занимает огромные пространства и совершенно отчетливо связан с рас- пространением сильнозасоленных глин миоценового возраста. Под растительными сообществами горные выра- ботки вскрыли зеленые глины с отдельными прослой- ; ками красного мелкокристаллического гипса. Глубина гипсового прослоя под полынниками и биюргунниками различалась, поэтому ландшафтную дифференциацию, видимо, следует связать с глубиной гипсового про- слоя; однако такое объяснение, конечно, неполно. 1 Остаются неясными причины такого отчетливого и закономерного варьирования глубины залегания гипса. ; Как же происходит формирование этих порой уди- 5 вительных природных мозаик? На них оказывают влияние все без исключения действующие в комплексе’ I природные факторы. Так, например, в зависимости от .? силы и направления ветров будет развиваться грядо- |
а б Лексный профиль в пределах одного из них: а и б) 1 — пухлая > выровненная суглинистая поверхность с концентрическим сочета- &, И нем серополынных и чернополынных сообществ; 2 — пухлая вы- р ровненная трещиноватая суглинистая поверхность с биюргунни- Цв) 1 — суглинок средний, бурый, с пятнами карбонатов; ийусуглинок тяжелый, зеленовато-серый, плотный; 3 — мел- йИЮКрнсталлический гипс, красный и белый; 4 — сообщества с ^Преобладанием биюргуна; 5 — сообщества с преобладанием серой Ду-Верной полыней; 6 — границы фаций; 7 —скважина
вый или сетчато-грядовый рельеф песков и возникнет соответственно или извилисто-параллельно-полосча- тый, или сетчатый ландшафтный рисунок, кустарни- ковая растительность определит появление бугристо- ячеистых лесков и связанный с ним диффузный рав- номерным фоновый рисунок; утяжеление механиче- ского состава почв увеличит капиллярное поднятие; грунтовых вод и превратит ландшафтный рисунок в4 поясно-диффузный. Важны все факторы, но самое сильное влияние на! формирование ландшафтного рисунка оказывают гео-; логические условия, в частности литологические осо-| бенности горных пород, слагающих поверхность, под-; стилающие отложения территории. Д Литологические особенности состава пород, ела-1 тающих поверхность территории, обусловливают воз- можность и скорость протекания различных процес-• сов. Растворимость пород влияет на карстовые про- цессы и связанное с ними рельефообразование. Меха- Нический состав обломочных пород влияет на количе-. ство глинистых и иловатых частиц, сносимых в пони-| жения, интенсивность суффозионных и просадочных! процессов, интенсивность эоловых процессов, высоту! капиллярного подтягивания грунтовых вод и связан- ное с ней образование ряда гидрогенных ландшафтных < контуров. Фильтрационные свойства пород обусловь ливают степень водного сноса в понижении механи-1 ческих частиц и солей, в частности, с ними связаны | эрозионные и суффозионные процессы, для которых! типичны определенные формы ландшафтных контуров. 1 Устойчивость горных пород оказывает воздействие наД процессы формирования ландшафтного рисунка, свя-1 занные с денудацией. ) Непосредственное влияние на развитие ландшафт-1 ной структуры территории оказывают плановые не-| однородности состава пород, слагающих поверхность! территории. Это открывает богатые возможности опре-1 деления плановых неоднородностей с помощью ланд-1 шафтного рисунка. Самый яркий пример этого — поли-1 тональный, напоминающий увеличенную рыбрловную| сеть ландшафтный рисунок, который связан с древним | морозобойным растрескиванием и выполнением тре-1 щин мелкоземистым материалом. Примером может | служить один из районов Канады, где полигональную! сеть образовали обогащенные валунами участки с по-1 вышенной увлажненностью и древесной раститель-1
ностыо. Сходный полигональный рисунок возник в северной части ФРГ и на Скандинавском полуострове, ГДС распаханы территории, на которых сочетаются ШйоШэличные типы почв. Такие же образования хорошо читаются на аэро- Ьотоснимках территорий Брянской области, плато В Устюрт, штата Юта (США), Вульвергемптона (Вели- ’ | КОбритания), средней части Польши (Викторов, 1979). я Цккум: I - волнистые рав- ИС. 5 ЦДШафтная схема песков Ко- С элементами сетчато- ЦЮного рельефа, закреплен- С сообществами разно- ЙВЬя, эркека (А^горугшп зь Йсшп), полыни Келлера (Аг- Ыв1а кеПсг!) и песчаной Аи агепаНа) на песчаных бу- йПУСТЫННО-степных почвах; ячеистые средне- с сообще- «г йесчаной полы- кандыма (Са1- I ар,) и пионеров-псам- $0В, с вкраплением ячей с ЙфильноЙ растительно- ^ростник, ива) на песча- Шборазвитых почвах; 3 — I солончаки, почти ли- |НЙые растительности = з Ж Важный фактор формирования ландшафтных мо- территории — рельеф кровли подстилающих от- дай. Пример того — материал, полученный при Довании одного из участков Тургайской столовой Страны. Для него характерны извилистые полосы буг- ристо-ячеистых песков и солончаков, вкрапленных в ЦфОН волнистой песчаной равнины с преобладанием ‘ Шзнотравья, злаков и полыней (рис. 5). Такая осо- бенность ландшафтного рисунка связана со слабовы- ’ ' раженными в рельефе ложбинами водоупора, образо- У ванного плотными засоленными чеганскими глинами ^зеленоватых и синих цветов. Ложбины эти были вы- явлены по материалам бурения. Можно привести еще ряд примеров. Так, в процес- рУпоисков подземных вод на территории Джанадарь- Идаской равнины, лежащей в Восточном Приаралье, Ймание исследователей обратили на себя ландшафт- ов контуры супесчано-суглинистой равнины с преоб-
ладанием черного саксаула. Они имели сложную, не- правильную форму и не вписывались в местный рельеф. Был сделан вывод, что эти контуры соответ- ствуют ложбинам погребенного рельефа палеогеновых! глин, в которых концентрировались грунтовые воды,: обусловливая их «просвечивание» (Востокова, 1955). Характерный случай дифференцирующего воздей-: ствия рельефа подстилающих отложений показали, исследования плато Устюрт (Онищенко, Сафронова,1 1974). С тридцатых годов оставалось необъясненным 1 происхождение широко распространенного на Устюрте!) червеобразного ландшафтного рисунка. Его образо-; вывают извилистые вытянутые участки с преоблада-1 нием биюргуна и участки с преобладанием серой! полыни. Исследования недавнего времени показали, что этот ландшафтный рисунок связан с рельефом известняковой плиты, расчлененной древними эрозион- ными и карстовыми процессами. Рельеф плиты как бы проецируется на поверхность плато. Подобный же ? червеобразный рисунок обнаружен на территории центра Русской равнины, сложенной меловыми поро- дами, перекрытыми песками и супесями, он отражает погребенный рельеф меловых отложений. Таким образом, литологический фактор через осо- бенности состава пород, через его неоднородности в плане, через рельеф кровли подстилающих отложений и чередование горных пород в геологическом разрезе оказывает существенное влияние на формирование ландшафтных рисунков. Другой элемент геологических условий, оказываю- щий сильное воздействие на ландшафтный рисунок,— тектоника (прежде всего неотектоника). По характеру влияния на ландшафтный рисунок площадные и ли- нейные тектонические структуры несколько различают- ся. Площадные тектонические структуры оказывают влияние на все группы особенностей ландшафтной структуры. Одна из самых общих форм этого влия- ния — радиальные изменения состава ландшафтного рисунка.— по радиусам, сходящимся в центре тектони- ческой структуры. Так, в одном из районов Подураль- ского плато было замечено, что в составе ландшафт- ного рисунка солончаки сменяются на такыры по на- правлению от периферии к своду тектонической струк- туры (Мяло, Горяйнова, 1973). Очевидно, это объяс- няется тем, что в сводовой части тектонического под- нятия уровень грунтовых вод опускается. •к
Такие же радиальные изменения состава наблюда- лись и в гумидных районах. Так, в области Припят- ской впадины было отмечено появление в составе НДШафтных рисунков на сводах небольших тектони- ;их поднятий заторфованных низин. Их возникно- ие связывают с выщелачиванием солей в отложен ЦВИЯх с последующим изменением структуры грунта и Просадками. Образовавшиеся понижения позднее за- болачивались. В ряде случаев наблюдается несколько иная фор- влияния тектонического строения на ландшафтную •-|ЦКу территории: она заключается в характерном НОМ расположении ландшафтных контуров в ЦВти развития тектонической структуры. Например, ^Территории Прикаспия отмечалось возникающее в удьтатс воздействия тектонических движений ра- альное изменение рисунка. В бессточных пониже- ЦйЯХ участки солончаков сочетались с такырами. При акыры располагались в тех частях понижении, 1|гртели к своду структуры, а солончаки — ^ЛОЖНОЙ (Мяло, Горяйнова, 1976). Такое ЛОЖНО назвать локально-радиальной аеим- иеЙ рисунков. Аналогичная дифференциация ф ик- алась на территории Центральных Каракумов, Каспии, на территории Средней Сибири. Ло- радиальная асимметрия, видимо, существенный ак тектонических структур. ретья типичная форма влияния тектонического Рения на ландшафтную структуру — возникновение ^ацентрического ландшафтного рисунка. Для этого «КД характерна вытянутость ландшафтных конту- Группировка в системы концентрических ли- риентировка по этим же линиям. ементы концентрического строения ландшафтно- рисунка наблюдаются, например, в районе впадины рамандыбас (Мангышлак) (рис. 6). В щебнистую ерхность плато с биюргуново-серополынным комп- ом здесь врезана глубокая бессточная впадина, днище занято волнистой поверхностью с биюргу- НрВО-серополынной растительностью с участием итсе- а и участками засоленной делювиально-пролю- Цйльной равнины с преобладанием биюргуна и уча- Йем солянок. Характерной особенностью ландшафт- Цструктуры является зазубренная форма северного а впадины — во впадину вдаются острые парал- ные изогнутые мысы. Обращает на себя внима-
ййё развитие вблизи впадины фрагментов такырных цепей, образующих концентрические дуги и продол- жающих заливы борта впадин. Такой ландшафтный д рисунок, как подтверждается геофизическими данны- I ми, развился на территории локальной положительной | структуры. Как фрагменты такырных цепей, так и-я Рис. 6 , Ландшафтная схема райо-' на впадины Карамапдыбас: ' 1 — слабоволнистые струк- > ; турные плато, сложенные;! карбонатными породами, с] сообществами биюргуна, сё- рой полыни, с участием^ кырк-бууна (АпаЬаз15 Ьга-| с111а1а, А. 1гипса1а), нано-/ фитона (КапорйуЩп еппа-Л септ) на серо-бурых солон-.: цеватых почвах; 2 — крутые; эрозионно - расчлененные^ склоны, сложенные карбо-| натными породами, с сооб4 ществами петрофитов и со-| лянок на слаборазвитых! глинистых почвах; 3 —- по-1 логие эрозионно-расчленеф| ные склоны с сообществами] серой полыни, кеурека (8а1-| 5о1а опеп^аПв), кустарни-1 ков, с участием биюргунгй на серо-бурых и бурых смы-;' тых почвах, с отдельными] щебнистыми взлобками;/ 4 — такие же склоны, более пологие, менее расчлененные; 5 — волнистые, слаборасчлененные! суглинистые равнины с сообществами биюргуна и серой полыни, . с участием итсегека (АпаЬаз18 арйуПшп) на серо-бурых солонча- коватых почвах; 6 — делювиально-пролювиальные суглинистые равнины с сообществами биюргуна, с участием итсегека на серо- ' бурых солонцеватых и солончаковатых почвах; 7 — такие же рав- - нины, но более засоленные с участием в растительном покрове со- лянок; 8 — линейно вытянутые такыровидные участки, показанные внемасштабным знаком заливы борта впадины обязаны своим возникновением или системе концентрических трещин, или цепям усту- пов, которые стали окаймлять воздымающуюся цент- ральную часть структуры. Подобная ландшафтная структура нами была об- наружена при исследовании другого участка террито- рии равнинного Мангышлака. В фон, образованный щебнистой поверхностью с преобладанием биюргуна
и полыни с участием кырк-бууна и нанофитона (Ма- порИу1оп егтасеит) на серо-бурых солонцеватых поч- вах, врезаны два понижения, занятые такыровидной |Ж®ерхностью с биюргунником, имеющие овальную ЙюРРму: понижения охвачены несколькими цепями та- Мыровидных участков, следующих в своем расположе- нии системе концентрических линий. Участки резко | Вытянуты и ориентированы по тем же концентрическим |диниям (рис. 7). Описанный ландшафтный рисунок Цвязан, очевидно, с локальной тектонической структу- ЦиШцвфтная схема района М1ща Каратуран (Мангы- И|Й): 1 — слабоволнистые Натурные плато, сложенные ярбоиатными породами, с со- бществами биюргуна, серой &ЛЫНИ, с участием кырк-бууна, |1ВОфитона на серо-бурых со- почвах; 2 — поло- расчлененные Ин|Я|Шй|ествами серой IИр^кустарников, с Ц|рВОфг3^а на серо-бу- бурых смытых почвах, |Квтдельными щебнистыми ЙВ&ками; 3 — делювиально- Кйкнтлъные суглинистые ........ , _ __ _ . . ННОВЫ С сообществами биюргуна, с участием итсегека на серо- солонцеватых и солончаковатых почвах; 4 — такие же рав- но более засоленные с участием в растительном покрове Иринок; Б — такыры и такыровидные поверхности; 6 — линейно ЙнЙЯНутые такыровидные участки, показанные внемасштабным ШнСОМ ш|Меотектоническое поднятие последней привело, Жко, на крыльях структуры к появлению окайм- ЮОЩИх уступов и цепей такыров. Возможно и другое юъяснение — заложение такыровидных участков свя- зно с концентрической системой трещиноватости, 1Ймляющей свод структуры. Образование на территории тектонических струк- ЦУР ландшафтных рисунков с чертами концентриче- Й|КОГО строения было отмечено на Устюрте, оконтури- Шние локальных структур солончаками и песчаными ЙЙждами наблюдалось в районе Чу-Сарысуйской сине- ЛЦЁИЗЫ, концентрический рисунок фиксировался в ВШоне структуры Ришат (Западная Африка) и в дру- ВИг аридных районах (Новикова, 1970; Григорьев,
Ландшафтный рисунок с элементами концентри- ческого строения характерен и для тектонических структур, развивающихся в гумидных условиях. Так, на территории Западной Сибири подобный рисунок, образованный грядами и мочажинами, связан с моло- дыми поднятиями; концентрический рисунок, обуслов- ленный заторфованными понижениями, на территории крупных надпойменных террас юго-восточной части Припятской впадины также возник под действием пликативных складчатых структур (Зятькова, 1976, и др.). Даже при таком своеобразном аналоге тектонических движений, как «торфяная -тектоника», т. е. медленные квазитектонические движения торфя- ной толщи, связанные со скоплением газов в болотах, формируется концентрический ландшафтный рисунок (Фриш, 1978). Механизм формирования концентрических ланд- шафтных рисунков под действием тектонических дви- жений весьма различен, хотя геометрический тип ри- сунка при этом сохраняется. Чаще развитие концент- ричности связано с системой концентрических трещин; в других случаях концентрическое строение ландшафт- ных рисунков вызвано процессами денудации, харак- терными для крыльев структур, кольцеобразно охва- тывающих свод. В заболоченных районах для объяс- нения возникновения подобных ландшафтных рисун- ков приходится обращаться к движениям насыщенно- го водой грунта, напоминающим солифлюкционные. В тех случаях, когда концентричность рисунка связа- на с ландшафтными контурами эолового генезиса, ре- шение следует искать в аэродинамическом влиянии формирующегося поднятия. В некоторых случаях механизм связи концентри- ческого ландшафтного рисунка и пликативных текто- нических структур очень своеобразен. Так, на севере Печорской низменности описаны кольцевые и дугооб- разные (в плане) валообразные повышения среди равнин с тундровой растительностью (Кривулин, Лю- бимов, 1971). В центре повышений расположены за- болоченные низины с озерами. Отмечается связь этих повышений с неотектоническими поднятиями. При этом, видимо, описанные ландшафтные рисунки пред- ставляют собой реликты баров, оконтуривавших неотектоническое поднятие на шельфе. Аналогичные эллипсовидно расположенные и вытянутые вилообраз- ные повышения обнаружены на Устюрте, но здесь,
по-видимому, древние бары были сначала погребены под более поздними осадками, а затем отпрепариро- ваны процессами денудации (Лукьянова, 1976). Важный фактор формирования ландшафтных ри- сунков — разрывные нарушения и зоны повышенной трещиноватости. Выделяются три характерные черты строения ландшафтного рисунка, связанные с текто- нической трещиноватостью: 1) «вытянутые», «звезд- ные» и многоугольные формы ландшафтных контуров с прямолинейными участками их границ; 2) ланд- шафтные контуры, в своем расположении образующие системы прямых линий; 3) преобладание одного — трех направлений ориентировки осей ландшафтных контуров, спрямленных границ и линий, в которые агрегируются ландшафтные контуры. Выделенные черты ландшафтных рисунков в зонах повышенной трещиноватости не зависят от климатических условий, хотя физико-географическое содержание контуров от них и зависит. Это могут быть солончаки и такыры, ,суффозионные западины, булгунняхи, озы, камы, ха- *сыреи и т. д. (Викторов, 1979). Хорошим примером, иллюстрирующим высказан- ные положения, является ландшафтное строение района крепости Аллан (Центральный Устюрт). На этом .участке в плато врезаны две соединенные между собой впадины, сообщающиеся с величайшей солонча- ковой впадиной СССР — Ба|рса1кельмес узким кори- дором (см. рис. 8). В пределах коридора развита структурная терраса с преобладанием биюргуна, кырк-бууна, солянки восточной; терраса в устьевой части коридора разрушается карстовыми процессами. Карстовые процессы расчленяют поверхность террасы на отдельные останцы. В понижениях между остан- цами преобладают поташник, черный саксаул с уча- стием галофильных кустарников. Здесь же на террасе расположены карстовые провалы («аны»), гигантские (десять метров в диаметре) отвесные колодцы с водой или солончаком на дне. На рис. 8 хорошо прослежи- ваются все перечисленные выше свойства, характер- ные для ландшафтных мозаик зон повышенной тре- щиноватости: спрямленность участков границ коридо- ра и останцов структурной террасы; преобладание двух-трех направлений ориентировки этих участков границ; приуроченность карстовых провалов на остан- цах к осям понижений, расчленяющих террасу. Зона повышенной трещиноватости связана, видимо, с резким
Рис. 8 Ландшафтная схема участка плато Устюрт. Ландшафты щебнисто-суглинистых пустынь: 1. Структурно-дену- породами, с сообще- дационные плато, сложенные карбонатными ствами полукустарников на серо-бурых щебнистых почвах: 1а — с биюргуяниками, с участием черного саксаула, с вкраплениями бозынгенов и многочисленных просадок с сообществами полыни, кеурека, кустарников; 16 — с сообществами биюргуна и петрофи- тов, с обильными такырами и просадками; 1в — с биюргунника- ми, с вкрапленными просадками; 1г —с биюргунниками, с вкрап- лением такыровидных участков и более редкими просадками; 2. Аридно-денудационные склоны плато с сообществами биюргу- на, кырк-бууна и петрофильных кустарников на серо-бурых щеб- нистых почвах: 2а —крутой сильнорасчлененный склон с петро- фитами; 26 — такой же, но террасированный и с участием биюр-
(флексурообразным) перегибом слоев, отражающим, возможно, судя по геофизическим данным, глубинное тектоническое нарушение. Выделяется три основных типа разрывных нару- шений, влияющих на формирование ландшафтной структуры территории. В первом случае по разрыв- ным нарушениям возникает ослабленная зона, на ко- торой ниже развиваются разнообразные процессы денудации, отражающиеся в ландшафтном рисунке; примеры этого механизма приведены выше. Для вто- рого типа характерно перетекание по разрывным на- рушениям напорных подземных вод из нижних гори- зонтов в верхний; это находит отражение в появлении различных гидрогенных ландшафтных контуров. На- конец, в третьем случае по разрывному нарушению проникают растворы, которые увеличивают прочность горных пород в зоне разрыва; устойчивость пород в свою очередь благодаря избирательному ходу дену- дации уже проявляется в ландшафтном рисунке тер- ритории. Примеры такого явления наблюдались, в частности, на участках Парижского бассейна. * Таким образом, различные элементы геологиче- ского строения оказывают сильное влияние на всю совокупность различных свойств ландшафтных рисун- ков и являются самым важным фактором их форми- рования. гуна; 2в — пологий крупнотеррасированный склон с останцами и межостанцовыми понижениями, с участием черного саксаула (На1оху1оп арйуПит), с карстовыми провалами; 2г —такой же, без останцов и провалов; 3. Структурно-денудационные террасы, сложенные карбонатными породами, с сообществами биюргуна, кырк-бууна, кеурека и кырового саксаула на серо-бурых щебни- стых почвах: За — с карстовыми провалами. Ландшафты глинистых и суглинистых пустынь: 4. Такыры, с про- садками; 5. Днища впадин с сообществами кеурека, поташника (КаНсПит зр.), тамарикса и черного саксаула, иногда биюргуна на серо-бурых солончаковатых почвах и солончаках: 5а — с сооб- ществами биюргуна, с участием поташника и черного саксаула. Ландшафты песчаных пустынь: 6. Бугристые известковистые пес- ки с сообществами кермексата (81айсе зиНгиНсозигп) и тамарик- са, с участием псаммофитов, поташника, кеурека на песчаных не- развитых солднчаковатых почвах. Ландшафты солончаковых пустынь: 7. Днища впадин с сообще- ствами сарсазана, тамарикса и черного саксаула на пухлых со- лончаках: 7а — с более редкими кустарниками; 76 — с еще более редкими кустарниками, с участием мокрых солончаков; 7в —с сообществами поташника и галофильных кустарников, с карсто- выми провалами; 8. Крупные карстовые провалы
Как систематизировать все. многообразие сущест- вующих в природе ландшафтных рисунков? Эта слож- нейшая задача имеет отнюдь не только теоретический интерес. Создать унифицированную классификацию ландшафтных рисунков — это значит построить еди- ную-систему описания дешифровочных признаков гео- логических и географических объектов на аэро- и кос- мических снимках, крайне необходимую для эффек- тивного использования аэрокосмических методов во всех отраслях народного хозяйства. Начиная с В. В. Алехина (1924—1925 гг.), многими исследователями предлагались различные общие или региональные классификации ландшафтных рисунков и близких им образований в смежных географических дисциплинах. Нами было проведено сопоставление этих классификаций по содержанию тех или иных ти- пов рисунков. В работе В. В. Алехина, в одной из первых, дана классификация рисунков, образованных растительными ассоциациями и представляющих собой вложенные друг в друга кольца (поясной рисунок). Более обширное деление выполнено в работе Г. А. Глумова (1948). Здесь выделены мозаичный, диффузный, мозаично-поясной, поясной, комбиниро- ванный и мозаично-диффузный рисунки. Одна из самых подробных классификаций (Викто- ров, 1966) состоит из пяти видов, которые делятся на подвиды: нерасчлененный; мозаичный (истинный, диф- ) фузно-мозаичный, диффузно-поясно-мозаичный — по < строению повторяющихся в рисунке элементов); пояс- I ной (моноцентрический, бицентрический, полицентри- | ческий —- по количеству центров); полосчатый (парал- 3 лельный, пересекающийся, ветвистый — по располо- ] жению и форме полос); комбинированный. Эта клас-1 сификация включает в себя большинство видов и бо- 1 лее поздних классификаций (работы Л. И. Милкиной, I И. И. Мамай, Р. В. Середовой и др.), добавляется 1 лишь кулисный вид рисунка, когда удлиненные кон- | туры рисунка ориентированы под углом к линии, ко- | торую они образуют. 1 Все перечисленные классификации относятся к { ландшафтным рисункам, образованным ПТК сравни- \ тельно низкого таксономического ранга. Однако в ряде ’ работ встречается анализ геометрических особенно- ; стей рисунка, образованных ПТК высокого ранга. Так, А. А. Григорьев (1975) на основании анализа телевизионных снимков выделяет две основные группы
I макрорисунков: полосчатые и пятнистые. В пределах первой группы выделяются полосчатые, прямолиней- ные, дугообразные, прямоугольные, дендритовые и прочие полосчатые рисунки; в пределах второй -™ гео- ь Метрически правильные и прочие пятнистые. Близко к К описанной стоит мелкомасштабная классификация [' структур почвенного покрова, где выделяется семь ос- новных генетико-геометрических групп: пятнистые, древовидные, пятнисто-древовидные, неупорядоченные древовидные, неупорядоченные, полосчатые и веерооб- разные (Фридланд, Бубина, Караваева и др., 1980). При классификации рисунков, образованных осо- бенно мелкими единицами, примерно соответствующи- ми фации, рисунки эти также обнаруживают большое сходство с описанными выше (Мазинг, 1965). Здесь выделяются радиальный (аналог поясного), полосча- тый, ячеистый, островковые (аналог диффузного), дре- вовидные и комплексные (аналог мозаичного) рисун- ки. Совершенно Особняком стоят интересные работы »по использованию анализа симметрии структур поч- 6 венного покрова для целей классификации (Степанов, Сабитова, 1983). » При разработке каждой классификации исследо- ватель, как правило, связывает геометрию рисунка с го происхождением. Яснее всего это выражено в мор- фогенетических классификациях, там классифика- ₽ ционные подразделения прямо выделяются по сочета- нию геометрических и генетических признаков. В ча- Г стности, в одной из первых таких классификаций (Ви- | ногра^ов, 1966) выделялись крупные генетические группы рисунков: плакорные, каменистых плато, пес- чаных массивов, озерно-болотных понижений, долин, низкогорий и мелкосопочников, морских побережий. Следующий этап деления рисунков внутри группы — В соответствии с приведенными выше морфографиче- СКими признаками. В более поздних работах класси- фикация рисунков нередко основывается на частных акторах, влияющих на формирование рисунков [Виноградов, 1980). Так, выделяются классы рисун- I Ков: климатогенные, морфогенные (определяющее ^влияние четвертичных отложений, рельефа, экзоген- ных процессов), литогенные (основное влияние соста- |ца и строения коренных пород), гидрогенные, фито- уенные, зоогенные, антропогенные. * Большое количество работ посвящено классифика- ии рисунков эрозионной сети и гидросети (Гудилин,
1970; Соокз, 1972, и др.). Самые общие типы рисун- ков — параллельный, прямоугольный, древовидный, кольцевой, радиальный и решетчатый. Общими почти для всех классификаций выступают диффузный, полосчатый, поясной и мозаичный типы рисунков. Для первого характерно наличие фона, в который вкраплены другие ландшафтные контуры; второй отличается вытянутостью контуров в полосы; у третьего — группировка контуров в виде концентри- ческих окружностей; к четвертому типу относят все более сложные случаи структуры рисунка, не исклю- чая закономерной повторяемости его строения. Дру- гие типы рисунка у большинства авторов индиви- дуальны. Это указывает на разнообразие рисунков и на сложность их унификации. В заключение важно отметить полное отсутствие обоснования принципов группировки рисунков. Остает- ся неясным, почему выбраны именно данные, а не другие признаки, часто неясны даже сами признаки деления. Каковы же могут быть принципы, классификации ландшафтных рисунков? Принципы классификации во всех случаях должны, видимо, удовлетворять следую- щим требованиям: 1) географичность (анализ геогра- фических процессов формирования ландшафтных ри- сунков), 2) полнота (обеспечение охвата всех ланд- шафтных рисунков), 3) интегральность (базирование на «общем строе» рисунка, а не на свойствах отдель- ных составляющих). Следует иметь в виду, что не все мыслимые узоры могут реализовываться в ландшафт- ных рисунках. Имеются.в виду лишь геометрические образования, обладающие географической специфи- кой. Кроме того, формально независимые свойства узоров в ландшафтных рисунках могут находиться во взаимосвязи в силу процессов формирования мозаик. Основываясь на высказанных замечаниях, мы предлагаем следующую классификацию ландшафтных 1 рисунков (табл. 2). Самое крупное деление, которое " основывается на степени геометрической однородности рисунков, представляет собой система рисунков. Одно- , родность рисунка отражает однородность географиче- ' ских условий его формирования. Таких систем три. Однородные рисунки, свойства которых по параллель- ; ным линиям остаются постоянными. Такие рисунки представляют собой как бы решетку из повторяющих-1 ся элементарных ячеек. У второй системы квазиодно-1
Г а б л и ц а 2 Классификация ландшафтных рисунков Си- / стема Класс Подкласс Диффузные Полосчатые Равномерные Изометрично-кластерные Параллельно-прямолинейно-кластер- ные Непараллельно-прямолинейно-кла- стерные Прямолинейно-параллельно-полос- чатые Прямолинейно-непараллельно-полос- чатые Извилисто-параллельно-полосчатые Извилисто-непараллельно-полосча- тые Извилисто-прямолинейно-параллель- к Подробная классифика- Полигональ- ные ция не разра- ботана но-полосчатые Извилисто-прямолинейно-непарал- лельно-полосчатые Прямолинейно-полигональные Извилисто-полигональные Извилисто-прямолинейно-полиго- нальные Выделяются по особенностям форм Тип родных рисунков это свойство не сохраняется в пол- ной мере; здесь повторяемость всех свойств сохра- няется лишь для какого-то одного направления. Такие рисунки представляют собой как бы ряд приложенных друг к другу повторяющихся ячеек. Линию, задающую направление, можно для краткости назвать дирек- ционной. Типичный пример квазиоднородного ланд- л шафтного рисунка — рисунок, развивающийся под I влиянием эрозионных процессов на однородном в гео- | логическом отношении склоне (рис. 9). Ясно, что свой- ства рисунка, например число пересечений эрозион- пых форм, в верхнем (а) и нижнем (б) сечении отли-
чаются, так как отличается сам рисунок. Но вместе с ] тем определенная повторяемость в строении рисунка ; остается, и она отражается, в частности, в сходстве' к характеристик рисунка по сечениям, перпендикуляр- ным к дирекционной линии; последняя в данном слу- ] чае — линия, лежащая в основании склона. з Наконец, третья система — неоднородные рисунки. 1 Сюда отнесены все рисунки, которые не обладают повторяемостью строения, свойственной даже второй системе. <• Рис. 9 ' 1 Пример квазиоднородного ландшафтного рисунка: 1 — пологона- | клонная суглинистая равнина с сообществами серой полыни, кеу- 1 река, биюргуна на серо-бурых почвах; 2 — эрозионные промоины 1 с сообществами злаков, с участием фрёатофильных трав и кус- I тарников | у* В основе выделения классов предлагаемой класси- 5 фикации лежит тот факт, что формирование больший- : ства однородных ландшафтных рисунков идет под ор- < ганизующим воздействием некоторой системы линий. Природа этих линий различна: в одних случаях это 1 линии, образованные отдельными трещинами или зо- нами повышенной трещиноватости, в других случаях речь идет о полигональном растрескивании субстрата 1 и выполнении трещин той или иной горной породой. ? В третьем случае может быть обнаружена погребен- ная система ложбин водоупора с локальными скопле- ниями подземных вод. Частым случаем организующей ' 7
к системы линий являются аэродинамические линии движения ветропесчаного потока — примеры ланд- шафтного рисунка, связанные с этими линиями, имеют широкое распространение в Каракумах и Кызылкуме. Еще один случай линий, образующих основу ланд- шафтного рисунка, — это территории с развитием аллювиальных процессов. Здесь линиям соответствуют оси былых русл. Приведенное утверждение о системе организующих линий несомненно родственно с рабо- той В. Н. Солнцева о каркасных линиях ландшафта, где это же было высказано в очень общей форме. Та- ким образом, геометрически различные системы линий или их отсутствие соответствуют самым существен- ным генетическим различиям рисунка. Система организующих каркасных линий, если она существует, оказывает воздействие на формирование всех групп особенностей рисунков — состава рисунка, формы, ориентировки ландшафтных контуров, метри- ческих особенностей взаиморасположения и особенно- стей сопряжения контуров (ландшафтного соседства). Таким образом, формально независимые группы осо- бенностей оказываются взаимно согласованными и связанными, что облегчает описание рисунка. Напри- мер, ориентировка и взаимное ландшафтное располо- жение контуров независимы и могут меняться вне связи друг с другом, но при наличии каркасных линий часто контуры и ориентированы, и группируются по одним и тем же линиям, и, таким образом, эти свой- ства оказываются согласованными. Исходя из этого целесообразно использовать опи- сания этих линий для описания рисунка; обрисовав особенности каркасных линий, мы тем самым интег- рально опишем многие особенности самого рисунка. Логично также положить в основу первых ступеней классификации ландшафтных рисунков свойства кар- касных линий, дополнив их случаем, когда каркасные линии отсутствуют. В результате все виды однородных ландшафтных рисунков можно разделить на три класса (табл. 2): диффузные, полосчатые и полигональные. Диффузны- ми мы называем ландшафтные рисунки, где контуры не образуют связной системы каркасных линий: ее или нет вообще, или есть отдельные несвязанные фрагмен- ты этой системы любого вида (дуги, отрезки прямых, окружности и т. д.). К классу полосчатых рисунков относятся ландшафтные рисунки, хотя бы часть кон-
туров которых группируется в связные гладкие суб- параллельные (каркасные) линии, протягивающиеся от края до края рисунка и не образующие правильную сеть. К классу полигональных рисунков относятся ри- сунки, имеющие каркасные линии, образующие в пре- делах всего рисунка правильную сеть. Класс рисунков — слишком обширная единица, чтобы обеспечить требования детального анализа и описания рисунков. Каждый класс может быть разде- лен на ряд подклассов. Среди диффузных рисунков деление на подклассы может быть проведено по форме группировок ланд- шафтных контуров, повторяющихся в пределах рисун- ка; напомним, что повторение этих группировок обу- словлено тем, что рассматриваются не любые, а упо- рядоченные рисунки. По названному принципу могут быть выделены, например, подклассы: равномерный—• без заметной группировки контуров, изометрично- кластерный — с образованием круговых скоплений контуров, параллельно-прямолинейно-кластерный — с группировкой контуров в разобщенные отрезки па- раллельных прямых линий, непараллельно-прямоли- нейно-кластерный — подобный предыдущему подклас- су, но линии непараллельны и т. д. (табл. 2). В этом весьма обширном классе число подклассов не исчерпывается таблицей, где приведены лишь наи- более распространенные подклассы; при образовании новых видов пространственных группировок число подклассов может увеличиться. В классе полосчатых рисунков выделяется шесть подклассов: прямолинейно-параллельно-полосчатый, прямолинейно-непараллельно-полосчатый, извилисто- параллельно-полосчатый и извилисто-непараллельно- по л оючаггый, извилисто -пр ямолидейно -параллельно - полосчатый и извилисто-прямолинейно-непараллельно- полосчатый. Как показывают сами названия подклас- сов, по крайней мере часть контуров группируется в прямые или извилистые линии одного или разных на- правлений (рис. 5). Наконец, третий класс делится на три подкласса: прямолинейно-полигональный, извилисто-полигональ- ный и прямолинейно-извилисто-полигональный. В ос- новании деления лежит тот факт, являются ли отрез- ки полигональной сети, образованной ландшафтными контурами, отрезками прямых или отрезками извили- стых линий.
Типы однородных ландшафтных рисунков выделя- ются в пределах подклассов по основным особенно- стям господствующих форм ландшафтных контуров. Используются прежде всего формы наиболее харак- терные для микроочагов процессов формирования ри- сунков. Подтипы выделяются по более мелким осо- бенностям форм. При одной и той же системе организующих линий и одном и том же наборе господствующих форм воз- можны разнообразные случаи их ориентировки. Пре- обладающие направления ориентировки ландшафтных контуров также имеют генетическую специфику. По- этому в пределах подтипов рисунков выделяются группы по количеству преобладающих направлений — группа рисунков, лишенных господствующих ориенти- ровок контуров, рисунков с одним господствующим направлением ориентировки (монодирекционные), с двумя (бидирекционные) и т. д. На стадии выделения родов рисунков целесообраз- но учитывать уже особенности ландшафтного соседст- ва. Виды и подвиды рисунка обособляются по особен- ностям состава. Так, по количеству доминантов выде- ляются монодоминантные, бидоминантные рисунки и т. д. Подвиды определяются в пределах видов по общему числу составляющих. Как видно из обоснования принципов изложенной классификации, она построена на генетическом фун- даменте. Очень интересно было бы усилить этот эле- мент, прямо связав в классификации генезис ланд- шафтных рисунков и их геометрические особенности. Это делается в так называемых морфогенетических классификациях. Кроме того, есть просто генетические классификации (например, Виноградов, 1980). Однако нам представляется, что проблема генези- са и связанная с ней проблема возраста ландшафтных рисунков сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Для примера обратимся к гумидной территории, сложенной лёссовидными породами. Они перекрывают водоупорные глины, расчлененные погребенными лож- бинами. На территории идут суффозионные процессы, т. е. вымывание из грунта тонких частиц с образова- нием переувлажненных западин. Причем в связи с тем, что грунтовой сток собирается в погребенных ложби- нах, то и западины образуют извилистые цепочки, соответствующие ложбинам. При рассмотрении этого ландшафтного рисунка мы
получим следующее: почвенно-растительныи покров, межзападинных пространств связан с суглинистыми составом пород. Следовательно, возникший на, них5 микроландшафт должен быть признан литогенным.; Микроландшафт переувлажненных западин, видимо, гидрогенный. Округлая форма западин диктуется суффозионной природой процесса, а расположение ~ западин в цепочки извилистых линий обязано древним эрозионным процессам. Каков же генезис и возраст ландшафтного рисунка в целом? Другой пример может дать исследование ланд- шафта, лежащего в междуречье рек Тургай и Улькаяк в полупустынной зоне Северного Казахстана. В одно- образную пологоволнистую поверхность, сложенную песками и супесями с господством белой полыни (Аг1ет131а 1егсйеапа) и злаков на бурых почвах, вкраплены замкнутые понижения. Эти понижения за- няты ровной суглинистой трещиноватой поверхностью с преобладанием разнотравья и злаков, так называе- мыми лиманами. Формирование микрорельефа и поч- венно-растительного покрова понижений связано со сносом в понижения глинистых частиц, влекомых дож- девыми и талыми водами. Если же посмотреть на аэрофотоснимок, то видно, что лиманообразные пони- жения представляют собой дуги или фрагменты сину- соид и вытягиваются в сеть, образуя извилисто-поли- гональный рисунок. Бурение подтвердило наше пред- положение о том, что на равнине были водотоки и шли аллювиальные процессы; затем русла были погребе- ны. Они проявились вновь из-за того, что русловые отложейия имели более легкий механический состав, нежели окружающие пространства, и на участках древних русл более интенсивно шли денудационные процессы. Эти процессы и создали понижения, став- шие впоследствии благодаря сносу глинистых частиц лиманами. Такая гипотеза объясняет руслообразную, форму лиманов и особенности их взаимного располо- жения. Ее же подтверждают и обнаруженные на уча- стках лиманов прослои органики. Эти прослои, види- мо, образовались на стадии зарастания русл. Здесь геометрические особенности рисунка связаны с древ- неаллювиальными процессами. Они практически не зависят от сноса глинистых частиц, который явился основным фактором формирования физико-географи- ческого содержания рисунка — микрорельефа и поч- венно-растительного покрова лиманов. 7 V;
Таким образом, в некотором смысле проблема еще более усложняется по сравнению с проблемой гене- зиса и возраста ландшафта. Действительно, разный возраст и происхождение могут, иметь физико-геогра- фическое содержание и геометрические особенности одного и того же рисунка, более того, разновозрастны н генетически разнородны могут оказаться различные геометрические особенности рисунка. Ландшафтный рисунок предстает перед нами как сложное наслоение элементов разного возраста и генезиса, как отраже- ние условий различных эпох.
ГЛАВА III КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПРИЕМЫ АНАЛИЗА ЛАНДШАФТНЫХ РИСУНКОВ ин 111 имцмхш (1Л1ишл|1лдш <1 1 ' 1 Итак, ландшафтные рисунки могут быть чрезвы- 1 чайно многообразными: даже довольно подробная | классификация не позволяет с достаточной полнотой 1 очертить весь облик рисунка. Между тем при анализе 1 ландшафтных рисунков иногда приходится отыскивать весьма тонкие морфологические различия близко по- строенных рисунков. Исследователь, сравнивающий | такие подобные рисунки, иногда лишь констатирует, что рисунки выглядят по-разному. Выделить эти раз- ‘ личия при визуальном исследовании оказывается не- возможным. В еще более трудном положении оказы- вается человек, перед которым стоит задача сравне- ния большого количества рисунков: такой набор надо передать ЭВМ, но ведь язык машин — это числа... Вот здесь-то и приходит на помощь математика — ко- личественный анализ ландшафтных рисунков. = Предложено множество количественных приемов ; анализа ландшафтного рисунка. Поэтому для начала следует упорядочить все многообразие данных прие- мов. Для этого может быть использован предложен- ный выше способ рассмотрения ландшафтных мозаик, з Он основан на выделении пяти групп геометрических | особенностей — состава, формы, ориентировки, метри- I ческих и топологических особенностей взаимораспо- ложения. Каждый прием количественного анализа 1 служит для определения одной из характеристик ландшафтных рисунков, относящейся к одной из наз- Л ванных групп или лежащей на контакте нескольких. | из этих групп. Общее количество теоретически воз- | можных классов определяется числом сочетаний из 1 пяти (количество групп) по одному, по два, по три | и т. д. и равно 31. Если обозначить группы буквами | А, В, С, Д, Е, то всевозможные классы можно обоз- 1
пачить сочетанием соответствующих букв — так, на- пример, кривые, получаемые по методу дирекционных спектров, относятся к классу ВС. Однако самые рас- | пространенные приемы количественного анализа на- I целены, как правило, на описание какой-либо одной । группы особенностей. Это позволяет упростить систе- I матизацию. ; Классификация приемов количественного анализа ландшафтных рисунков дана в табл. 3. В нее вклю- чены как приемы, примененные при ландшафтных > исследованиях, так и те приемы исследования компо- ! центов, которые естественно могут быть перенесены па изучение ландшафтного рисунка. ! Первую группу приемов образуют количественные I характеристики состава рисунка. Большинство пока- | зателей — функции таких аргументов, как число со- ? ставляющих, размеры и количество контуров, площа- ди составляющих и отдельных контуров. Среди прие- । мов анализа состава обособляется подгруппа простей- I тих показателей. Сюда входят отношения площадей | доставляющих рисунка, средняя площадь ландшафт- ’ кого контура. В эту же группу входит метод анализа, заключающийся в построении диаграммы, в которой для каждой составляющей рисунка по одной оси ука- : зывается доля занимаемой площади, а по другой — ’ доля принадлежащих ландшафтных контуров. Про- стейшие показатели дают самый приближенный ана- лиз состава рисунка, выявляют основные черты его строения. Более тонкий анализ ландшафтных структур поз- I воляет провести другая подгруппа показателей, наце- ленная на характеристику раздробленности, пестроты состава-ландшафтного рисунка. Важная характеристика ландшафтного рисунка какой-либо территории — однородность, т. е. повто- ;> ряемость строения на всей рассматриваемой террито- ? рии. Как же может быть измерена однородность ри- сунка? Один из возможных путей оценки однород- ности — измерение «ландшафтной неопределенности» ; участка, т. е. каждая элементарная площадка может > быть занята любым из ландшафтов, развитых: на уча- стке, и, чем более однороден участок, тем меньше | неопределенность ландшафтной принадлежности эле- I ментарной площадки. При таком подходе, принятом многими исследователями, за оценку однородности принимается одна из характеристик, хорошо извест-
Наиболее распространенные количественные приемы анализа ландшафтных рисунков Количественный прием (показатель) Примечание Доли площади Коэффициент ландшафтной раздробленности Группа приемов Простейшие характеристики Количество составляющих рисунка т Количество контуров п Характеристики сложности п Индекс дробности К = ~ Средняя площадь общая 50 = - и по составляющим = ТЦ и количества контуров ~~ по составляющим Коэффициент Сложности К = “ Энтропийные меры сложности ландшафтного 8 рисунка 9 Мера неуравновешенности — И тах тах 10 Мера однообразия Н% = ------- “ тах Показатель сложности Н% — 1 — Г* тах 12 Энтропийная мера разнообразия Н* — — 13 Коэффициент ландшафтной неоднородности т— 1 т о хч VI т т 14 Статистические распределения диаметров Р(х) Р (х) контуров разных составляющих и площадей (1 — диаметр и д — площадь кон- тура
Группа приемов № Количественный прием (показатель) Примечание Показатели удлиненности Приемы анализа формы ландшафтных контуров 15 16 17 18 19 20 » Коэффициент формы А^ =-------- (1 Коэффициент сжатия = 1 —----------- ^2 Я Показатель формы К — —тг* «2 Л ^2 Показатель эллиптичности л = —-— 4<? Показатель вытянутости К ~ Отношения радиусов и площадей вписанных, описанных и равнове- ликих контуру кругов — максимальный поперечник Уч Показатели расчлененности К1~ • К2~ 21 Коэффициент расчлененности р — периметр контура Индекс кругообразности К = Отношение разности площадей обводящего и исходного контура к площади исходного контура, отношение периметров обводящего и исходного контура 24 25 26 27 Приемы полного описания формы Приравнивание контура к равностороннему п-угольнику и описание его системой сумм: а) расстояний между вершинами через одну, две и т. д. вершины, б) квадратов этих же расстояний Метод дирекционных спектров — построение распределений углов ориентации сторон многоугольника, вписанного в контур Характеристика контура долями периметра, где кривизна границы положительна, отрицательна, близка к нулю Метод вращающихся траверс — построение распределения длин от- резков пересечений данной составляющей рисунка случайно рас- положенными траверсами фиксированных направлений
Группа приемов Количественный прием (показатель) Примечание № Характеристики ориентировки контуров Распределение направлений диаметров и спрямленных границ, кон- туров /7 (х) Энтропия угла ориентировки у — угол ориентировки Характеристики взаиморасположения контуров 30 31 Статистическое распределение количества центров контуров данной составляющей в пределах случайно выбираемой площадки Еп (х) и его Параметры (коэффициент вариации, встречаемость — веро- ятность непустой площадки, средняя плотность й0) Статистическое распределение расстояния (гг) между парами конту- ров какой-либо составляющей в различной модификации («бли- жайшее соседство», расстояние в выбранном направлении и др.) Р Статистические распределения числа пересечений какой-либо состав- ляющей рисунка трансектами разных направлений Построение функций, соответствующих значениям различных пока- зателей для скользящей площадки (показатели плотности конту- ров, доли площади, занимаемой какой-либо составляющей, и др.) Характеристики «ближайшего соседства» На-! Матрица соседства 34 35 Матрица соседства контрастности ландшафтных средней соседств данного Р/У 9 К1 = Р// 37 Матрица тесноты соседств Показатели участка Пгз — количество контуров состав- ляющей I, граничащих хотя бы с одним контуром составляю- щей / — суммарная длина общих гра- ниц составляющих I и /, ргЛ- — суммарное число соседств со- ставляющих I и /, г(1, I) — клас- сификационное расстояние меж- ду составляющими I и /
ных в теории информации, используемая для измере- ния неопределенности,—функция энтропии (табл. 3, п. 8) (Гуревич, 1968; Симонов, 1971, и др.). Однород- ность рисунка можно отразить также с помощью ме- ры однородности (табл. 3, п. 10), основанной на от- ношении определенной выше величины Н к ее макси- мальному значению при постоянном числе состав- ляющих рисунка. Но возможен и другой подход к оценке однород- ности ландшафтных рисунков. Он основан на сравне- нии фактических и средних площадей составляющих рисунка. Показатель, базирующийся на этих принци- пах, широко используется в географических исследо- ваниях и получил название «коэффициент ландшафт- ной неоднородности» (табл. 3, п. 13) (Ивашутина, Ни- колаев, 1969). Различные показатели однородности образуют особую подгруппу. Легко видеть, что они обладают многими сходными чертами. Важно также и то, что степень однородности, отражаемая показателями, по- нимается как однородность набора типов с соответст- вующими долями площади. Но интуитивно ощущае- мая степень однородности (а именно с этим мы и должны считаться при попытках формализации) определяется далеко не только набором типов с до- лями площади. Разработана еще одна, четвертая подгруппа прие- мов количественного анализа состава ландшафтных рисунков. Весьма распространен прием анализа, за- ключающийся в построении статистического распре- деления диаметров Р<ц(х) или площадей Рдг(х) ланд- шафтных контуров какой-либо составляющей (Вино- градов, 1966; Толмачев, 1971, и др.). Однако, как уже известно (глава I), характери- стика ландшафтного рисунка не сводится к описанию состава. Не менее важен анализ формы, контуров. До- статочно вспомнить, что это один из главных призна- ков для дешифрирования аэрофото- и космических снимков. Анализ формы контуров нужен не только для определения физиономического содержания (рас- тительность и т. д.), но и для определения их скры- того содержания (геологическое строение и т. д.), для анализа динамики ландшафтного рисунка. Важность анализа формы обусловливается также устойчивостью многих особенностей формы. В зависимости от цели исследования нам надо анализировать как форму от-
дельных контуров или групп контуров, так и конфи- гурационные свойства всего ландшафтного рисунка; как форму контура в целом, так и отдельные ее осо- бенности (вытянутость, извилистость и др.). Анализ ландшафтных рисунков располагает мно- гими приемами исследования количественных особен- ностей формы ландшафтных контуров. Мы рассмот- рим лишь самые распространенные в физико-геогра- фических исследованиях, и в первую очередь показа- тели удлиненности и показатели расчлененности гра- ниц. Первая группа имеет две подгруппы сходных по- казателей. Одну составляют показатели удлиненности, основанные на соотношении линейных характеристик контура. Это «коэффициент сжатия» (табл. 3, п. 16) и «коэффициент формы» (табл. 3, п. 15) (Берлянт, 1978, и др.). Пример характеристики формы ланд- шафтных контуров с помощью названных показателей приведен в табл. 4. Сходен с ними показатель, предложенный К. Эрен- бургом (табл. 3, п. 20). Очевидно, что в отдельных случаях повышенная чувствительность этих показателей может оказаться полезной. Неоспоримое достоинство — их простота, недостаток — большая опора на экстремальные вели- чины, более подверженные случайным, несуществен- ным колебаниям, чем средние. Этот недостаток менее присущ другой подгруппе показателей удлиненности, предложенной Эренбургом (табл. 3, п. 20). Введение в показатели характеристик равновеликой окружности существенно уменьшает влияние случайных изменений формы. Были также предложены характеристики удлинен- ности в виде: 1) отношения сторон прямоугольника, равновеликого контуру, со стороной, равной диаметру контура (табл. 3, п. 17), 2) «показателя эллиптич- ности» (табл. 3, и. 18) — отношения площади круга, построенного на диаметре, к площади контура, 3) по- казателя, представляющего собой отношение радиуса равновеликого круга к диаметру контура (табл. 3, п. 19). Все эти показатели не зависят от размеров контура. Для их вычисления необходимо измерить диаметр ландшафтного контура и площадь; в табл. 4 при- веден пример использования названных показателей для описания удлиненности контура, и легко заметить,
что они характеризуют рассматриваемое свойство лучше, чем показатель первой подгруппы. | Во вторую группу показателей формы входят по- казатели, характеризующие извилистость (расчленен-! ность) границ контуров. Показатели, образующие первую подгруппу, осно- ваны на соотношении периметра контура и периметра равновеликого ему круга как фигуры с наименьшим периметром, имеющей данную площадь. Вторая подгруппа состоит всего из двух показате- лей, введенных С. Д. Муравейским (табл. 3, п. 23) и далее примененных Б. В. Виноградовым (1966) для описания ландшафтных структур. Эти показатели ха- рактеризуют также извилистость границ, но контур сравнивается с «обводящим» контуром. Названные показатели полностью характеризуют соотношения удлиненности и расчлененности в соответствии с боль- шинством рассмотренных показателей самого контура и наименьшей выпуклой фигуры, его содержащей. Однако этот показатель имеет смысл вычислять лишь для контуров, не являющихся выпуклыми; для всех выпуклых контуров показатели равны соответственно О и I. В общем из количественных параметров расчле- ненности самым удачным представляются показатели первой подгруппы — показатели Нагеля или Миллера. Они неоднократно использовались в физико-географи- ческих исследованиях. Для их вычисления исходными данными являются величина периметра и площадь контура; в табл. 4 приведен пример их применения для описания расчлененности такыров, сформировав- шихся в различных физико-географических условиях. Как это ни странно, ни в одной из упомянутых нами работ авторы не обратились к давно известному в математике представлению формы кривой через ее кривизну. В литературе мы нашли только работы В. А. Вергасова, но они относятся к вопросам авто- матизации распознавания типов рельефа по топо- карте. Согласно известной математической теореме, плос- кая кривая с точностью до положения в пространстве однозначно задается функцией кривизны от «нату- рального параметра» (длина дуги кривой, отсчитыва- ' емая от какой-либо точки, принятой за начало отсче- та). Так как граница контура — замкнутая кривая, то | функция будет периодической функцией, причем пе-
Значение показателей формы для некоторых такыров зоны повышенной трещиноватости пород (Устюрт) Показатели удли- ненности Показатели расчлененности Показатели формы ас» Ро 2У пд 4 коэффи- циент формы коэффи- циент г Р коэффи- циент у . М коэффи- циент 4д 0,34 7,02 2,45 0,17 0,52 0,32 0,16 0,36 3,10 1,91 0,27 0,58 0,37 0,05 0,44 4,56 2,02 0,24 0,46 0,29 0,25 0,63 2,47 1,62 0,38 0,41 0,50 0,09 ; риметр контура будет кратен периоду. Обращение к [описанному выше пути в описании формы ландшафт- |ных контуров может, как нам кажется, дать начало [Цовому классу показателей формы. Не описывая фор- Ву полностью, такие показатели, основанные на изме- Нении кривизны границ, возможно, могут описывать Й1е существенные свойства. В качестве простейших мы предлагаем такие показатели: Ро Р Р Р где ро, р+, р~ — соответственно суммарная длина тех близка к 0, положи- участков, границ, где кривизна Ьльна (выпуклая граница), отрицательна (вогнутая Ьаница). Очевидно, /С + Лг + Л’з — !- Этот показатель может быть полезен, например, дя выделения участков с повышенной трещинова- Остью поверхностных отложений. Для таких участ- ив характерна повышенная доля спрямленных гра- нц (табл. 4). Наконец, в географических работах и (Следованиях смежных наук используется ряд прие- Ав полного описания формы контуров. Под ним по> Ьсается получение системы количественных харак* имстик, позволяющей однозначно с заданной точ- Нгъю установить форму описываемого контура в >м. Сюда относится метод дирекционных спектров фд, предложенный в работах В. Бунге, и некоторые !Тие (Бунге, 1967).
Суть метода дирекционных спектров заключается в приближении границы контура ломаной линиеи со звеньями, имеющими одно из восьми направлений (румбов). Затем строится статистическое распределе- ние направлений звеньев, которое в дальнейшем мо- жет характеризоваться модальным углом, средним углом и т. д. Рядом авторов этот метод приводится как метод описания формы. Однако, хотя полученная кривая в значительной мере зависит от особенностей формы и детально ее описывает, последняя получает неодно- значное описание. Этому мешает зависимость полу- ченной при описании контура кривой от ориентировки контура и существенная неоднозначность представлен ния формы контура: форма — это прежде всего после- довательность соединения звеньев разных направле- ний, а характеризуется лишь набор звеньев. Поэтому рассматриваемый прием отнесен к приемам полного описания формы более или менее условно. Можно предложить некоторое изменение этого ме- тода. Так как использование отрезков фиксированных направлений создает трудности в выборе приближаю- щей ломаной и ухудшает приближение, то, может быть, лучше вписывать ломаную в кривую, отказав- шись от фиксированных направлений. Далее строится распределение направлений, как в первоначальном варианте. Пример описания формы ландшафтного контура с помощью метода дирекционных спектров можно про- иллюстрировать на примере одного из участков плато Устюрт. Пусть необходимо описать форму ландшафт- ного контура щебнисто-суглинистой выровненной по- верхности с преобладанием биюргуна, кырк-бууна, с участием солянки хивинской (8а1зо1а сЫуеп51з) (рис, 8, с. 36). Для этого впишем в контур много- угольник с 55 сторонами, такое число сторон позволит получить вполне достаточную точность приближения. Далее измеряются азимуты звеньев ломаной и строит- ся роза ориентировок. Полученная гистограмма яв- ляется представлением формы исследуемого контура, полученным с помощью метода дирекционных спект- ров (рис. 10). Если анализ имеет индикационную на- правленность, то рассмотрение гистограммы позволяет установить резкий максимум, что указывает на нали- чие привилегированного направления, возможно свя- занного с тектонической трещиноватостью.
Третья группа особенностей рисунка — взаимная ориентировка контуров. Взаимная ориентировка кон- тура в ландшафтной структуре часто оказывается ( важной для определения генезиса контуров и природ- [ пых процессов, для выяснения степени геологической [ обусловленности этих процессов. Для измерения ориентировки контуров чаще всего берется ось, по которой вытят7 ут контур, обычно диа- Г: метр, измеряются углы между этой осью и фикси- рованным направлением. Затем строится распреде- ление названных углов. Далее распределение мо- жет характеризоваться различными числами — средним углом, модаль- ным углом, разбросом уг- Рис. 10 Кривая, полученная по ме- тоду дирекционных спект- ров, описывающая форму структурно-денудационной террасы на рис. 8 лов вокруг среднего и т. д. Для практических це- лей, при достаточно малой Йзменчивости формы кон- туров, можно ограничить- ся использованием диа- метра, помня, однако, о возможных нечеткостях, В метрические особенности взаиморасположения ландшафтных контуров входят особенности взаимной ориентировки и собственно метрические особенности взаиморасположения. Исследование первых проводит- ся аналогично исследованию особенностей внешней ориентировки. При исследовании вторых положение ландшафтного контура фиксируется какой-либо Точ- кой, жёстко и однозначно связанной с контуром. Наи- более подходящим является центр тяжести ландшафт- ного контура, который для симметричных фигур сов- падает с центром симметрии. Кроме того, может изу- чаться взаимное положение отдельных отрезков гра- ниц, принадлежащих различным ландшафтным кон- турам, например при выявлении образуемой ими [ решетки или другой системы линий, что бывает целе- I сообразно при выявлении разрывных нарушений. | Самый простой показатель, характеризующий мет- | рические особенности взаиморасположения, — плот- I ность контуров (табл. 3, п. 5). Крупную группу обра- зуют приемы, для которых характерно вычисление
•‘•Л значения какого-либо показателя К (суммарной пло-| щади контуров заданного типа, плотности и т. д.) для| сети площадок, покрывающей территорию изучаемой-] ландшафтной структуры, и дальнейшая интерполяция» между центрами площадок (Афонская, Сергеев, 1970;| Воронова, 1976). Таким образом, в этом случае ланд-| шафтная структура характеризуется некоторой функ-1 цией К (х, у) (табл. 3, п. 33 и др.). Если сам пока-] затель характеризует неметрические особенности! взаиморасположения, то и получаемая функция не! относится в чистом виде к этому классу особенностей,] а принадлежит к смежным классам ВД, СД и т. д.| Ряд приемов анализа основан на описании стати-1 стической функции распределения плотности ландшафтных контуров заданного типа г При этом? может быть использована как функция в целом, таю и ее отдельные параметры — встречаемость, равная! 1 п0/ (0)) (табл. 3, п. 30), коэффициент вариации! («коэффициент рассеяния», «формула Лексиса» —| табл. 3, п. 30) и т. п. (Виноградов, 1966, и др.). I Метрические особенности взаиморасположения мо^ гут быть описаны через распределение расстояний! между парами контуров (табл. 3, п. 31), возможны| различные вариации этого метода — ближайшее рас| стояние, расстояние в выбранном направлении и т. дз Для характеристики, ландшафтного рисунка ука| занной функцией необходимо произвести измерение] соответствующих расстояний между центрами тяже| сти соответствующих контуров как между точками! фиксирующими положение, и далее сгруппировать п4 классам и вычислить процент расстояний, попавших.» каждый класс. Пример использования настоящей ха| рактеристики для описания взаиморасположений ландшафтных контуров, связанных с древним карстом! приведен на рис. 18 (с. 96) . | Несколько особняком стоит такой прием количе! ственного анализа рисунков,, как «метод вращающихей траверс» (табл. 3, п. 27) (КНтт 1. Е., ЬаИгат Е Р.)| Суть приема заключается в характеристике исследуеа мого ландшафтного рисунка серией кривых, которые представляют собой статистические распределения длин отрезков ^- пересечений; принадлежащих какому! либо ландшафту, входящему в рисунок, получающих| ся при пересечении исследуемого рисунка параллель! ными траверсами разных азимутов (рис. 16). Распре!
деления, относящиеся к разным азимутам, отличаются друг от друга, а их совокупность дает достаточно де- тальную характеристику рисунка. Последнее, оставшееся нерассмотренным свойство ландшафтных рисунков наиболее загадочно — это ландшафтное соседство. Как подойти к изучению этого удивительного свойства, не имеющего длины, площа- ди, ориентировки, т. е. всех параметров, какими мы оперировали до сих пор? Количественные приемы ана- лиза ландшафтного соседства подробно рассмотрены в главе VI. Таким образом, в настоящее время исследователи могут производить количественный анализ широкого спектра свойств ландшафтных рисунков. При этом будут охвачены все группы особенностей рисунка — состав, форма, ориентировка ландшафтных контуров, метрические и топологические особенности их взаимо- расположения. Одновременно эти группы особенностей могут служить основой классификации всего много- образия количественных приемов анализа. Конечно, остаются большие резервы свойств ри- сунка, еще не описанных с помощью количественных йоказателей, но в целом ясно — ввести показатель легче, чем обосновать его оптимальность. И тут перед исследователем во весь рост встает вопрос сравнения приемов анализа. Некоторые основания для выбора дает сама математика. Но как показывает практика, этих оснований явно недостаточно. Ответ на постав- ленный здесь вопрос, так же как и на много других Вопросов, содержится в решении проблемы, которая, 'Видимо, может считаться осевой для анализа ланд- шафтных мозаик, — проблемы географических зако- номерностей строения ландшафтных рисунков.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ ЛАНДШАФТНЫХ РИСУНКОВ Географические условия, под влиянием которых формируется ландшафтный рисунок территории, воз- действуют на все его особенности и параметры. В ре- зультате различные свойства рисунка связаны, кор- релированы между собой. Иначе говоря, геометриче- ские черты ландшафтных рисунков не произвольны; рисунки хотя и очень разнообразны, но взаимосвязи их параметров это разнообразие ограничивают. Связи различных качественных и количественных особенно- стей рисунка между собой, а также с географическими факторами составляют содержание географических закономерностей строения ландшафтных рисунков.. Законы строения ландшафтных рисунков — стержень^ объединяющий разнообразные и разрозненные задачи^ имеющие отношение к исследованию ландшафтного рисунка и являющиеся общим реальным фундаментом их решения. Знание законов строения рисунка позво! ляет использовать их самым различным образом. Так, изучение связей геологического строения и ландшафт-, ных рисунков дает возможность делать по космиче^ ским и аэроснимкам прогнозы расположения место^ рождений полезных ископаемых, выявлять скоплений пресных подземных вод в пустынях, указывать самы^ сложные для строительства участки железнодорож! ных трасс. Исследование законов ландшафтной гео! метрии позволяет закодировать изображение космо! снимков; переведя их на язык ЭВМ, передать части работы по дешифрированию снимков машине. Знаниа закономерностей ландшафтных рисунков позволяет строить количественные модели динамики рисунков | выходом на численный географический прогноз. | Можно привести много примеров географически^ закономерностей строения ландшафтных рисунков] Вот один из них. Если коренные устойчивые к вывет|
риванию породы перекрыты не очень мощным чехлом рыхлых отложений, то рисунок речной сети приобре- тает особый характер, У основных русл на ландшафт- ном рисунке появляется как бы «оперение», образо- ванное мелкими притоками, подходящими к основным руслам под прямым или близким к нему углами. Та- кой рисунок гидросети называется перистым. Меха- низм этого явления связан с тем, что рыхлые породы чехла менее устойчивы к размыву. Это способствует быстрому ветвлению гидросети с образованием мел- ких ответвлений, прорезающих только рыхлые отло- жения. В целом описанная связь — один из примеров качественной географической . закономерности строе- ния ландшафтных рисунков. В главе II мы уже рас* сматривали связи строения ландшафтных рисунков и геологических условий. Многие из таких зависимостей могут быть примерами географических закономерно- стей строения ландшафтных рисунков, носящих каче- ственный характер. Однако самый большой интерес представляют со- бой общие количественные закономерности строения ^ландшафтных рисунков. Именно эти закономерности ^наиболее соответствуют современным задачам ла.нд- шафтоведения. Ландшафтный рисунок и его количественные ха- рактеристики зависят, как. уже было показано, от всего комплекса физико-географических условий. В соответствии с этими условиями изменяются и ко- личественные закономерности строения ландшафтных рисунков. Вместе с тем существуют элементы, сохра- няющие относительную стабильность при изменении. всего разнообразия физико-географических условий. Такие элементы можно назвать общими количествен- ными закономерностями строения ландшафтных ри- сунков, Возникает вопрос, какой же степени общности могут быть количественные закономерности строения ландшафтного рисунка? В частности, могут ли быть закономерности, слабо зависящие от зонально-клима- тических условий и геологических условий или от их совокупности и т. д.? Ведь только в том случае, если существуют «достаточно общие» закономерности, можно говорить о наличии некой единой теоретической базы для построения количественной теории ланд- шафтного рисунка. На первый взгляд существование количественных вакономерностей ландшафтных структур большой сте-
пени общности противоречит и фактам, и самому духй географии. Действительно, в основе решения все! географических задач лежит идея о сильной зависиЯ мости всех географических явлений от множества! факторов, от зонально-климатических и геологически^ условий, выражением этой идеи явилось требований комплексного подхода к изучению различных проб! лем. Однако более пристальное изучение показывает^ что существует особый вид общих географических за| кономерностей, которые открываются в необычно^ подходе к географическому материалу. Так, в области^ биогеографии известно, что с увеличением широты! средние размеры особи возрастают (правило Бергман^ на). В почвоведении и геохимии ландшафта обще-; признано, что распределение химических элементов пр' элементарным ландшафтам происходит в соответствий с миграционным рядом. В ландшафтоведении аксио| матично положение, что ведущим фактором формиро^ вания морфологической структуры ПТК является его литогенная основа. За небольшими исключениями! приведенные закономерности справедливы для разных- климатических зон и для разных геологических обстач новок. Число примеров можно увеличить. Таким об! разом, общие географические закономерности, слабо5 зависящие от местных условий, существуют, но, поли зуясь ими ежечасно, исследователь нередко перестае| их замечать. Локальными условиями определяются лишь «параметры» названных закономерностей. | Общие количественные закономерности строений ландшафтного рисунка территории до последнего вре| мени мало исследовались. Результаты, важные дл| этого направления, часто получались как побочны^ при других исследованиях. | В числе первых результатов, относящихся к общик| количественным закономерностям строения ландшафт! ных структур, следует назвать законы строения эро| зионной и гидросети, известные как законы Хортон<А Эти законы исследовались в гидрологических и гее! морфологических работах, однако они относятся так| же к описанию строения ландшафтных рисунков, охв^ тывая одну из его составляющих — ПТК эрозионног| генезиса и водные объекты. Водные объекты, вклк| чающие реки и озера, — одни из элементов ландшафт! ной структуры территории. Исследования материалов дистанционных съемок также убеждают в том, чт| Эрозиойная сеть и гидросеть — неотъемлемая чер1| й -I
рисунка изображения, и их не следует исключать при анализе ландшафтного рисунка. Р. Хортоном на материале ряда рек США была Эмпирически получена зависимость, характеризующая Строение эрозионной и гидросети в условиях геологи- ческой однородности. Эта зависимость заключалась в Том, что количество звеньев сети растет с уменьше- нием их порядка в геометрической прогрессии; анало- гичная закономерность была подмечена и в отношении суммарной длины звеньев. Теоретическое обоснование закон числа потоков получил в работах Р. Шрива (8скгеъе, 1969). Он был получен аналитически при решении вопроса о возможном количестве топологи- чески различных графов типа деревьев, имеющих оди- Ипаковое число истоков. Исследованием доказано, что кс высокой вероятностью будет выполняться указанное выше соотношение. Весьма существенным в теоретических построени- ||ях Р. Шрива было предположение о равной вероят- ен ости образования топологически различных графов- Цсревьев, имеющих одинаковое число истоков. Это Йредположение было проверено и подтверждено на опыте (РапаШ, 8сНе1(1ер^ег, 1968). В Позже многократные исследования подтвердили, Что законы строения эрозионной сети и гидросети =Р. Хортона позволяют считать эту закономерность Общей для самых различных зонально-климатических И структурно-геологических условий (например, Ыз1, 1969; РапаШ, 8с1гей1е§^ег, 1968, и др.). Рамки приложения законов Р. Хортона были раз- квннуты далеко за пределы простых условий, в ко- *орых проводились, первые исследования. Так, вер- Ииоеть этих законов подтвердилась в сложных услови- Йх окрестностей Бордо (Франция). Здесь длины долин Сформировались под определяющим воздействием бо- ^&ес древних тектонических структур, а характер ри- И|упка— более молодых (Ргид-Нотте, У1§пеаих, 1970). ^Вместе с тем для некоторых молодых речных систем, ^наследующих ледниковые долины, законы Хортона ИЙнриложимы, как, например, для ряда систем терри- ^Ории Канады. Однако общий характер формы зависимости числа ^Н|еньев эрозионной и гидросети разного порядка вовсе исключает тесной связи ее с комплексом физико- ^кграфических условий. Эта связь осуществляется ^Ифез зависимость знаменателя прогрессии (г&) от
географической обстановки участка. Даже в близко лежащих районах Восточной Сибири, расположенных в одинаковых климатических условиях, тектонические условия территории повлияли на возможность изме- . нения бифуркационного коэффициента (г&) — в пре- делах тектонического прогиба значения коэффициен- та на 0,2—1,0 'больше, чем на тектоническом подня- тии. Так же тесно связано значение коэффициента би- фуркации и с другими элементами физико-географи- ческих условий. Например, для ландшафтов полу- острова Индостан исследуемый параметр ландшафт- ной структуры изменялся в зависимости от ее лито- генной основы, образованной в Западном Раджастхане тремя, а в центральной части Индии — пятью лито- логическими комплексами. Так, в ландшафтных ри- сунках, развитых на гранитах, значения коэффициен- та составляли 3,20—4,77, на риолитах — 2,36—2,96, на аллювии— 1,25. Таким образом, законы строения гидрографической и эрозионной сети Р. Хортона вполне могут быть от- несены к общим количественным закономерностям строения ландшафтных рисунков. Несмотря на то что законы эти достаточно общи, они вполне географичны и проявляются конкретно в зависимости от всего комплекса физико-географических условий данной территории. Следующая группа количественных закономерно- стей строения ландшафтных мозаик относится к одно- родным ландшафтным рисункам суффозионного и карстового генезиса, развивающимся в условиях отно- сительной геологической однородности участка. Под условием относительной геологической одно- родности участка подразумевается отсутствие на уча- стке выраженных плановых неоднородностей геологи- ческого строения, например погребенных ложбин, вы- раженной трещиноватости и т. д. В этих условиях ри- сунок представляет собой фон, имеющий более или ме- нее простое строение, в который вкраплены ландшафт- ные контуры, непосредственно связанные с карстом или суффозией, контуры округлой формы, без преоб- ладающих направлений ориентировки и агрегирован- ности в линии. Для описания рисунка такого вида не- обходимо в первую очередь определить закономер- ности изменения диаметров ландшафтных контуров и распределения контуров по площади участка. Эти две
закономерности и исследовались нами на материале ряда участков (по собственным и литературным дан- ным), которые охватывали довольно значительный спектр зонально-климатических и геолого-геоморфо- логических условий (Виноградов, 1966, 1970, и др., рис. И). Ряд эталонных участков располагается в южной части плато Устюрт. Поверхность их сложена сармат- скими известняками и мергелями, перекрытыми тол- щей сильно засоленных суглинков. Климат здесь резко континентальный с жарким летом (24—28°), холодной зимой (—6 4---13°) и малым количеством осадков (100—200 мм); обычны сильные ветры. Рельеф участ- ков типичен для структурно-денудационных плато — выровненный, иногда слабоволнистый, местами с та- кыровидными участками и небольшими холмами- останцами; в тектоническом отношении территория прилегает с юга к Карабаурской антиклинали. Поч- венно-растительный покров представлен серополынно- биюргуновыми комплексами на серо-бурых пустынных почвах в сочетании с участками разреженной расти- тельности с участием капорцев (Саррапз зршоза) на такыровидных почвах. Некоторые из эталонных участков располагаются па территории Прикаспийской низменности. Поверх- ность их сложена засоленными глинами и суглинками морского происхождения, на которых развиваются процессы суффозии. Процессы эти находят отражение I в развитии микрозападин, соединенных с плакорными ‘ участками микросклонами. Климат района резко кон- тпнентален, высокие летние (24—26°) и низкие зим- | пне (—5 4---14°) температуры при малом (менее 200 мм) количестве осадков, выпадающих летом, ; обычно в виде ливней. На плакорных участках разви- ; ты чернополынные сообщества на солонцах, сменяю- 5 щиеся полынными (Аг1еш1з1а аиз1паса) и разнотрав- | по-злаковыми (РезЫса зи1са1а, 8Нра зр.) сообщест- |вами на лугово-каштановых почвах на днищах микро- I западин. I Ряд эталонных участков расположен в Белорус- гсии, на территории Оршинско-Могилевского плато. (Поверхность плато сложена лёссовидными суглинка- Ми, подстилаемыми моренными отложениями, в осно- Вании залегают мел и мергель меловой системы. Климат умеренный. Средние июльские температуры со- Вставляют 16—19°, средние январские —8 4--4°. Коли-
Рис. И 1 Ландшафтные схемы трех эталонных участков с развитием суф- 1 фозионных и карстовых процессов: а — в Белоруссии; б — в| Средней Сибири; в — на подгорной равнине Копетдага. а) 1—- | плоская равнина, сложенная лёссовидными суглинками, занятая | пашнями на дерново-подзолистых почвах, 2— заболоченные по-I нижения с ивняками на болотных почвах; б) 1 — выровненная! поверхность террасы, суглинистая, занятая пашнями на дерново-1 подзолистых почвах, 2 — поверхность древних карстовых форм,! суглинистая, распаханная, с сильно гумусированными дерново-1 подзолистыми почвами; в) 1—слабонаклонная равнина, сложен-! пая лёссовидными суглинками, с сообществами полыни туркмен-Ц ской (Аг(ет1з1а (нгсотатса) и мятлика на сероземах, 2 — запа-я дины с " сообществами ажрека (АеШгориз ШогаНз), с кольцомя каргана (8а1зо1а йепдгоШез) Я
чество выпадающих осадков значительно (550— 650 мм). Основной фактор, дифференцирующий почвен- но-растительный покров в пределах плато,—это увлаж- нение. Поверхность территории слабоволнистая с дер- ново-подзолистыми почвами, почти сплошь распахан- ными. Раньше на ней господствовали смешанные леса. Кое-где на плато вкраплены заболоченные западины ’ округлой формы, которые на первый взгляд разбро- саны довольно беспорядочно. [ Удалось включить в состав эталонных и участки, | расположенные за пределами СССР (ЕЬдбез §еоЬо1а- ! гпдиез..., 1976; Ьошгу, 1ептп§8, 1974). Первый из них лежит на территории Алжира. Он представляет со- бой выровненную поверхность структурно-депудацион- I ного плато, сложенного песчано-глинистыми породами, I на котором встречаются замкнутые понижения округ- I лой формы— «дайя». На плато развиты сообщества с I преобладанием белой полыни (АгЬепнз1а кгсйеапа), ко- I выля (8Нра рагуШога) и эфемеров на .песчано-аргил- I литовых почвах, а в понижениях — растительный пок- |> ров с преобладанием фисташки (Р181асеа аЛапНса), зи- знфуса (2л21р11из 1о1из), белой и полевой (А. са1Шрез- 1пз) полыни, травянистых ксе ремез офитов и эфеме- ров. Второй участок располагается на равнине Наллар- бор (Южная Австралия). Поверхность равнины сло- В жена известняками, которые местами сильно трещи- В новаты. Карстовые формы — характерная особенность В равнины. Они представляют собой довольно обшир- В ные замкнутые понижения округлой формы диаметром В в несколько сотен метров, с глинистым дном. Здесь В господствуют сообщества с преобладанием А1пр1ех Вра1пс1о8а, А. пнттШапз, КосЫа зесШоНа, АНЬгоспе- ^Впшт зр., 8Нра зр., а также некоторые сложноцветные Вр1 эфемеры. На аэрофотоснимке понижения разброса- В|цы без видимого порядка. Щ Оба участка расположены в жестких климатиче- ^Врких условиях тропических пустынь. ^В Ландшафтные схемы некоторых участков приве- ^Вцешя на рис. 11 (см. с. 70). ^В Все описанные здесь участки и также еще ряд дру- ^ВЬх были использованы как эталонные для проверки ^Вкс ледов ан ий количественных закономерностей строе- рисунка суффозионного и карстового генезиса. ^В| В. В. Толмачев (1971) исследовал пять участков ^^интенсивным развитием карста, расположенных й Щ я.
средней полосе европейской части СССР. Он устано- | вил, что распределение диаметров карстовых воронок | на них подчиняется логарифмически нормальному за- | кону. 1 Мы предположили, что на участках площадного 1 развития карстовых процессов независимо от геоло- гических и климатических условий распределение диаметров и средних диаметров ландшафтных конту- ров карстового и суффозионного генезиса имеет вид логарифмически нормального, т. е. функцию распре- | деления специального вида: г- , . ( 1пх — а где Ф (^) — функция Лапласа, а, о распределения использованы контуров ПТК генезиса, учи- логарифмами параметры. Это предположение было проверено на примере ряда участков, расположенных в различных геологи- ческих и климатических условиях (рис. 11). При исследовании закономерностей диаметров и средних диаметров были данные и по распределению площадей карстового и карстово-суффозионного тывая линейную зависимость между о площадей и среднего диаметра. Таблица 5 показывает, что на подавляющем боль-1 шинстве участков с площадным развитием карста ги- потеза о логнормальности распределения диаметров । подтверждается. Действительно, из 16 рассмотренных участков (с учетом данных В. В. Толмачева) на 15 • гипотеза оправдывается. Распределение средних диа-; метров контуров также оказывается логарифмически{ нормальным. Это достоверно наблюдается на семи^ участках. Особый интерес представляет результат, получен-’ ный на участках 6 и 7, расположенных на территорий Белоруссии (рис. 12). Эти участки находятся на пло щади дамбы, связанной с Вилейским водохранилищем: На дамбе вследствие суффозионных процессов обра^ зуются микропонижения, почти лишенные раститель- ности, с трещиноватой глинистой поверхностью, напо минающей такыры. Таким образом, рассматриваема^ закономерность оказывается справедливой и по отно шению к вызванному человеком процессу. В пользу этой же гипотезы.говорят данные о ра о пределениях диаметров и площадей, приводимые мш гими авторами (Виноградову 1966; Задорожная, 197 4
Сравнение эмпирических распределений диаметров и средних диаметров ландшафтных контуров суффозионного и карстового генезиса с теоретическими логарифмическими нормальными е и №О> 7 Район Характер величины “ а ТУ X* ±дхз 1 Средняя Сибирь диаметр 4,43!; > 0,296 100 7,421 ±0,799 2 Западный склон Северного Урала » 1,69( ) 0,629 106 4,636 ± 0,670 3 Приуралье » 4,21< ? 0,763 130 2,025 ±1,407 4 » » 3,961 0,885 227 3,810 ±1,162 5 Белоруссия » 3,98С >0,409 61 3,889 ± 0,258 6 Белоруссия » 1,294 10,522 59 2,469 ±0,027 7 > X » 0,512 0,635 52 4,163 ±0,030 8 Устюрт » 4,519 | 0,729 149 38,895 ± 1,862 9 » » 5,153 0,646 165 12,277 ±3,784 10 » » 5,092 0,719 142 13,052 ±0,841 11 Тургайская столовая страна » 6,945 0,394 72 6,063 ±0,537 12 Средняя Сибирь средний 4,352 0,267 100 5,894 * 1 диаметр ±0,650 13 Белоруссия » 3,831 0,403 61 1,854 ±0,254 14 » » 0,980 0,469 59 3,591 ±0,019 15 » » 0,232 0,586 52 1,557 ±0,019 16 Устюрт » 4,905 0,691 142 14,331 ! ±1,536 17 » » 4,920 0,578 165 12,429 ! ±1,421 18 Тургайская столовая страна » 6,803 0,384 72 4,792 ±0,625 *0,01 15,086 15,086 9,210 9,210 9,210 18,475 15,086 13,277 13,277 9,210 9,210 9,210
и др.). Они не могут быть оценены строго количест- венно по критерию согласия, так как не хватает или данных по количеству измерений, или точности при- водимых цифр, но качественный анализ распределений (близость частностей, определение теоретических кри- вых, асимметричность распределений и др.) говорит о близости распределений к логарифмически нормаль- ному. Ценность этих данных несколько снижается тем, что авторы, как правило, не приводят детальных све- дений, касающихся степени однородности ландшафт- Рис. 12 Статистическое распре- деление средних диамет- ров (б) одновозрастных просадок, лишенных рас- тительности, развивших- ся на песках (1) и супе- сях (2) в пределах дам- бы на одном из участков Белоруссии (ступенча- тая линия — эмпириче- ское распределение, глад- кая — теоретическое ло- гарифмически нормаль- ное) ного рисунка участков. Однако исследователи обычно "подвергали .статистической обработке участки с одно- родными рисунками как обладающие геологической и геоморфологической однородностью, обеспечивающей статистическую однородность изучаемой совокупности. Представляют интерес результаты сравнения па- раметров теоретических распределений разных уча- стков. Можно заметить, что при развитии ПТК в усло- виях сложения поверхностной толщи гипсом и неболь- шого возраста карста 2,40^0^2,99 (Приуралье), при развитии на известняках карста того же возраста п = 2,09. Но для карста большего возраста или в иных климатических условиях, также в известняках, харак- терно большее значение параметра (а>4,43 (табл. 5, п. 1, 8—Ю)). Таким образом, параметр а, как и следо- вало ожидать, варьирует. Гораздо интереснее, что значения второго параметра остаются близкими почти
на всех участках и для диаметра и для среднего диа- метра (0,394=^0^0,885). Постоянство вида закона распределения обуслов- лено, по-видимому, механизмом концентрации стока в образовавшиеся ландшафтные контуры. Неизменная форма распределения связана, по нашему мнению, с зависимостью степени концентрации стока, с которой связана скорость роста контура, от уже существую- щих размеров понижения. Эта характерная черта концентрации стока независима от климатических и геолого-геоморфологических условий района, хотя са- ма величина стока и растворения от них зависит. Не- изменность описанной связи обусловлена пропорцио- нальностью случайного, вообще говоря, изменения диаметра уже существующему диаметру; это приво- дит к нормальной форме закона распределения лога- рифма диаметра. Подобная математическая схема обычно приводится для объяснения распространен- ности логнормального закона распределения. Условия, при которых остается справедливой рас- сматриваемая гипотеза, представляются следующими: <1) площадное развитие карстового или карстово-суф- ^фозионного процесса, 2) однотипность всех рассмат- риваемых ПТК, 3) отсутствие значительных уклонов поверхности участка, 4) отсутствие значительного бо- кового притока влаги, 5) сравнительная однородность условий на всем участке. Вероятно, необходимо так- же, чтобы участок не вступил в стадию, когда слива- ются соседние ландшафтные контуры, генетически связанные с карстом. Остаются не вполне ясными «рамки справедливости» выявленной закономерности в отношении трещиноватости пород: на участках, рас- положенных на Устюрте, трещиноватость известняков, несомненно, играет некоторую роль, но надежные вы- воды на основании этого малого опыта сделать пока нельзя. Другой характеристикой ландшафтного рисунка рассматриваемого типа является характер располо- жения ландшафтных контуров в пределах участка. Попытаемся построить теоретическую модель, опи- сывающую процесс возникновения рассматриваемых контуров. Пусть наш участок обладает однородностью условий (гипсометрической, однородностью субстрата, гидрогеологических условий). Сделаем следующие предположения: 1) процесс рождения ландшафтных контуров вероятностен и на непересекающихся пло-
щадках идет независимо, 2) площадки могут быть пу- стыми, особенно маленькие, 3) гораздо реже на пло- щадке имеются два и более контура, чем один, 4) среднее количество ландшафтных контуров, появ- ляющееся на участке, зависит только от площади уча- стка и от времени (возраста процесса) и не зависит от конфигурации участка. Данные предположения представляются естествен- ными. Действительно, изменения структуры субстрата, обусловливающие рождение ландшафтных контуров суффозионного и карстового генезиса, в условиях однородности в разных точках идут параллельно и независимо, что обосновывает предположение 1. Сред- нее количество рождений на участке в условиях одно- родности также зависит, по-видимому, от времени и площади рассматриваемой площадки и не связано с геометрическими особенностями формы площадки — весьма вероятными представляются также предполо- жения пункта 4. Возникновение на площадке более чем одного контура—явление гораздо более редкое, чем возникновение одного, тем более вероятность этого падает с уменьшением площади площадки, так что довольно естественно и предположение 3. Эти четыре предположения, несмотря на всю их общность, определяют рассматриваемый процесс, как известно, однозначно и близко к двухмерному случай- ному пуассоновскому процессу (Карлин, 1970). Таким образом, справедлива следующая формула: вероят- ность рождения на площадке с площадью 5, к ланд- шафтных контуров Р(к) к\ где у — среднее количество ландшафтных контуров на единице площади, т. е. количество ландшафтных кон- туров на площадке подчиняется распределению Пуас- сона (рис. 13). Результаты хорошо подтверждают принятую гипо- тезу (табл. 6), на 14 участках из 16 гипотеза под- тверждается. Рассмотренная гипотеза о расположении ландшафтных контуров суффозионного и карстового генезиса до известной степени противоречит результа- там, полученным за рубежом. Аналогичные исследо- вания, проведенные в восточной части Кентукки Ла Валле (1м Уа11е, 1967) и в южной части штата Индиана Мак Коннеллом и Хорном (Мс СоппеИ, Нот,
1972), дали в первом случае отрицательное бино- миальное, а во втором — двойное пуассоновское рас- пределение. Вероятная причина расхождения видится нам, во-первых, в несоблюдении однородности усло- вий, во-вторых, в том, что анализировались контуры не одного, а разных типов. Действительно, трудно ожидать, что вся огромная территория равнины Мит- челла в штате Индиана окажется лишенной скрытых плановых неоднородностей верхней части геологиче- ского разреза. С другой стороны, сами авторы упоми- нают о двух типах карстовых образований, возникших Рис. 13 Распределение Пуассона при среднем, рав- ном 1,7 в результате обрушения кровли над кавернами и в результате поверхностного выщелачивания. Вероятно, эти два генетических типа различаются морфологи- чески (точного морфологического описания авторами не приведено) и, таким образом, не должны анализи- роваться совместно. При совместном же анализе, как справедливо подчеркивают сами же авторы, получает- ся двойной пуассоновский закон, так как каждый тип контуров в отдельности в своем расположении, ве- роятно, подчиняется просто закону Пуассона. Послед- нее находится в согласии с нашей гипотезой. Обе количественные закономерности строения ландшафтных структур карстового и суффозионного генезиса в условиях геологической однородности, ви- димо, могут быть отнесены к общим. В пользу этого говорит общий характер их теоретического обоснова- ния. Связь концентрации стока в понижение и тем самым скорости выщелачивания с размерами пониже- ния сохраняется, видимо, при различных литологиче- ских особенностях субстрата и при различных КЛИма-
Таблица сравнения эмпирических и теоретических распределений ландшафтных контуров суффозионного и карстового генезиса Район Ко* Эмпирические частости и теоретическже вероятности 'Количество измерений X2 ±А%2 2 х0,01 к=0 К=1 к=2 к=3 к=4 к>4 Подгорная равни- на Копетдаг Прикаспий 1,654 3,308 0,548 0,145 0,912 Бараба » 1,174 0,520 0,713 0,185 0,191 0,015 0,037 0,564 0,578 0,855 0,865 0,375 0,402 0,290 0,309 0,576 0,594 0,482 0,490 0,316 0,316 0,138 0,122 0,323 0,317 0,145 0,125 0,375 0,366 0,406 0,339 0,309 0,364 0,350 0,285 0,262 0,154 0,201 0,113 0,087 0,000 0,010 0,2)12 0,167 0,174 0,213 0,073 0,080 0,119 0,125 0,138 0,144 0,292 0,222 0,000 0,016 0,000 0,000 0,038 0,051 0,116 0,083 0,012 0,014 0,028 0,030 0,054 0,060 0,169 0,184 0,000 0,002 0,000 0,000 0,000 0,012 0,000 0,024 0,000 0,002 0,007 0,005 0,023 0,027 0,231 0,235 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,014 0,008 0,000 0,000 0,000 0,000 130 65. 62 248 80 69 342 143 0,494 ±0,130 2,736 ±2,420 0,056 ±0,075 0,262 ±0,001 1,056 ±0,090 1,676 ±0,342 0,158 ±0,193 13,277 15,086 6,635 6,635 9,210 6,635 6,635 » Продолжение таблицы 6 Район Ко* Эмпирические частости и теоретические вероятности Количестве измерений ±дх2 „2 х0,01 к=0 к= 1 к=2 к=3 к=4 к>4 » 2,123 0,099 0,259 0.309 0,148 0,111 0,074 81 1,766 13,277 0,120 0,254 0,400 0,270 0,192 0,101 0,064 ±0,108 Средняя Сибирь 0,850 0,4110 0,140 0,030 0,020 0,000 100 1,150 6,635 0,427 0,363 0,154 0,044 0,009 0,003 ±0,045 Белоруссия 1,044 0,286 0,422 0,252 0,039 0,000 0,000 206 10,671 9,210 0,352 0,368 0,192 0,068 0,017 0,004 ±0,176 Налларбор 0,950 0,286 0,513 0,175 0,017 0,008 0,001 119 9,310 6,635 (Австралия) 0,387 0,367 0,175 0,055 0.013 0,004 ±0,001 Северная Африка 0,622 0,500 0,408 0,061 0,031 0,000 0,000 98 2,924 6,635 0,537 0,334 0,104 0.022 0,003 0,000 ±0,016 Русская равнина 1,000 0,296 0,407 0,296 0.000 0,000 0,000 54 1,191 6,635 0,368 0,368 0,184 0,061 0,015 0,004 ±0,001 Устюрт 1,384 0,272 0,303 0,272 0,091 0,040 0.020 99 1,677 11,341 0,250 0,347 0,240 0,111 0,038 0,014 ±0,004 Устюрт 1,236 0,391 0,291 0,182 0,027 0,073 0,036 110 8,860 9,210 / 0,290 0,362 0,226 0,093 0,029 1 0,000 ±0,001 * Ко — среднее количество ландшафтных контуров на площадке.
тических условиях. То же самое можно сказать и о четырех рассмотренных теоретических предпосылках, лежащих в основе пуассоновского характера распре- деления по площади участка ландшафтных конту- ров, непосредственно связанных с карстом или суффо- зией.. . О -''': Кроме того, в пользу общего характера закономер- ностей говорит и опытный материал. Районы, в кото- рых расположены исследуемые участки, весьма раз- нообразны и в климатическом и в геолого-геоморфоло- гическом отношении (см. табл. 6). Охвачены участки с умеренно континентальным климатом, с аналогич- ным климатом, осложненным барьерным эффектом, с резко континентальным умеренным и пустынным клима- том, с климатом тропических пустынь. Участки рас- полагаются на речных и озерных террасах, на предгор- ных равнинах, на морских аккумулятивных равнинах и структурно-денудационных плато. Характер субстра- та также различен: это известняки, перекрытые мелко- земистым материалом равной мощности, гипсы с чех- лом мелкозема, толща известняков, доломитов, гипсов и ангидритов, перекрытая песчаным аллювием, гипсы, перекрытые мергелями, известняками, доломитами, суглинки с большим содержанием солей. Физико-географическое содержание ландшафтных контуров, непосредственно связанных с карстом или суффозией, также весьма разнообразно. В зависимости от климатических и геолого-геоморфологических усло- вий это могут быть микрозападины с разнотравно- злаковой растительностью в Прикаспии, западины с лёссовым субстратом с преобладанием ажрека (Ае1и- гориз ШогаНз) и кольцом каргана (8а1зо1а депбгоИез) на подгорной равнине Копетдага, микропонижения с сырыми лугами в кольце березового леса в Барабин- ской лесостепи, ПТК, связанные с древним карстом, в Средней Сибири и др. Таким образом, сказанное заставляет предполо- жить общий характер рассматриваемых закономерно- стей. Вместе с тем общим, слабо связанным с зональ- но-климатическими условиями и составом пород оста- ется лишь вид закономерностей, а их параметры тес- нейшим образом связаны со всем комплексом физико- географических условий. Зависимость параметров от азональных факторов иллюстрируется на рис. 14, здесь приведена связь параметров распределений с соста- вом пород, слагающих верхнюю часть геологического
разреза, для районов, расположенных в различных климатических условиях. Параметры распределений связаны и с более сложными сочетаниями факто- ров. Так, выше уже упоминалось о резком отличии стандарта распределения плотности контуров, непо- средственно связанных с карстом и суффозией (о), для древнего карста от его значений для современ- ного. Т ак, в; и сел едуемых количественных зако- номерностях строения ландшафтных рисунков сочетаются общий их характер и взаимосвязь со всем комплексом фи- зико-географических ус- ловий территории. При изучении общих Рис. 14 Влияние литологических особенно- стей отложений на параметры (а и о) распределения диаметров ландшафтных контуров карстового и суффозионного генезиса. Участок Пермского Приуралья: 4—карст в отложениях с преобладанием в геологическом разрезе гипса; 2 — карст в известняках. Участок Бе- лоруссии: 3 — суффозия в песках; 4 — суффозия в супесях; 5 — суф- фозия в суглинках количественных законо- мерностей строения од- нородных ландшафт- ах мозаик следует на- звать закономерности строения линейных се- чений рисунка. Линей- ное сечение представ- ляет собой трансекту, проведенную в преде- лах ландшафтного ри- сунка. Эта трансекта характеризуется после- довательностью отрезков, принадлежащих различным ландшафтам, входящим в рассматриваемый ландшафт- ный рисунок (см., например, рис. 23). Различные тран- секты, проведенные в пределах одной и той же ланд- шафтной мозаики, не повторяют друг друга, но обла- дают определенной общностью. Представляется целе- сообразным выявить, в чем состоит эта общность. Рассмотрим совокупность отрезков трансекты, при- надлежащих некоторому ландшафту, одному из ком- понентов рисунка. Длины отдельных отрезков, оче- видно, не равны друг другу, но возможно, что они- «э ^подчиняются некоторой статистической закономерно- сти, своей для каждого ландшафта. Для выявления Этой закономерности построим эмпирическое распре- деление в предположении, что длина отрезка на тран-
.секте, принадлежащего данному ландшафту, является случайной величиной, подчиняющейся некоторому , теоретическому закону распределения. Построение, таких эмпирических распределений производилось для значительного числа участков и для разных ландшафтов (рис. 11, 15). Большая часть эталонных участков уже была опи- сана выше, здесь мы лишь несколько дополним опи- сание. Два эталонных участка располагаются на тер- ритории Тургайской столовой страны. Для них харак- терен континентальный засушливый климат с жарким летом (средняя июльская температура 23—26°), ма- лым количеством осадков (200—225 мм). Максимум осадков приходится на май, большой силы достигают ветры. Первый участок (табл. 7, и. 1) расположен в до- лине р. Тургай. Его поверхность сложена древнеаллю- виальными пылевато-песчаными и супесчаными отло- жениями, а также суглинистыми засоленными поймен- ными отложениями. В тектоническом отношении участок тяготеет к Иргизской зоне дробления, с новейшими тенденциями к опусканию. Участок пересечен руслом р. ’ургай. Почвенно-растительный покров представлен сочета- нием мятликово-белополынной (Роа ЬШЬоза-рАНегги- 81а 1егсйеапа) растительности и растительности с пре- обладанием солончаковых злаков на светло-каштано- вых и луговых засоленных почвдх. Второй участок (табл. 7, п. 2) расположен на во- доразделе Тургай — Улькаяк. Поверхность участка сложена пылеватыми и мелкозернистыми песками и супесями, подстилаемыми на различной глубине мор- скими чеганскими глинами. Участок расположен на своде развивающейся положительной новейшей струк- туры и представляет собой сочетание волнистой за- крепленной песчаной поверхности, местами со следами сетчатого рельефа, и полос бугристо-ячеистых песков, К пескам приурочены неглубоко залегающие пресные грунтовые воды (1,5—2,5 м). В растительном покрове сочетаются сообщества с преобладанием песчаной по- лыни и полыни Келлера, а также злаков (эркек, ко- выль) (А^горугит зТЫпсит, 8Вра 8р.) и эркеково- песчанополынные сообщества с участием псаммофитов (АпзНба реппа1а) с группами тростника (Рйга^тВез сопнтшгнз), лоха (Е1аеа§пи8 ап^изШоНа) и др. на песчаных свеггло-ка|штано,вых почвах.
Эталонные участки располагаются и на' территории Центрального Казахстана. Поверхность слагается ме- таморфизированными каменноугольными отложения- ми, представленными песчаниками различной плот- ности. Процессы денудации, типичные для засушли- вого степного климата, отпрепарировали слои разной степени устойчивости. В результате образовался гри- вистый микрорельеф. На участке развиты лугово- каштановые и солонцеватые почвы, почвенный покров щебнистый. В растительном покрове преобладают сообщества с господством ковылей, полыни (А. пНго- за, А. зсйгепШапа), прутняка (КосЫа ргозка(а) и мезоксерофитного разнотравья. Более подробно ландшафтная структура некоторых участков отражена на рис. 15. Для построения распределений на ландшафтной карте рассматриваемого участка проводились парал- лельные трансекты некоторого произвольно выбран- ного направления. Затем для выбранного ландшафта пропорциональным циркулем с точностью до 0,2 мм ^масштабе карты производились измерения длин от- резков по трансекте. По полученной совокупности пу- тем группировки данных по интервалам строилось эмпирическое распределение. Анализ распределений показывает, что они обнаруживают значительную близость с логарифмически нормальными распределе- ниями. Была осуществлена количественная проверка бли- зости эмпирических распределений к теоретическим: а) нормальным и б) логарифмически нормальным с использованием критерия Пирсона (табл. 7). По- строение эмпирических распределений и оценка сход- ства с теоретическими проводились с помощью ЭВМ. Полученные данные показывают (табл. 7), что из 23 случаев гипотеза о логнормальности распределе- ния отвергается на уровне значимости 0,05 в шести случаях (26%) и на наиболее распространенном уровне значимости 0,01 —в трех случаях (13%). На- против, гипотеза о гауссовском характере распределе- ния отвергается на соответствующих уровнях значи- мости примерно в двух третях случаев. Такой вывод не очевиден: на основании централь- ной предельной теоремы, утверждающей, что сумма независимых разнораспред елейных.случайных величин при условии их равно малого вклада в общую сумму распределена по закону Гаусса, т. е. нормально, сле-
Рис. 15 Ландшафтные схемы трех эталонных участков: а — солончак Мертвый Култук (Западный Казахстан); б —пески Сундукли (Кызылкум); в — предгорья Малого Балхана (Туркмения) (рис. б и в по Б. В. Виноградову, 1966). а) 1 — мокрый солончак, ли- шенный растительности, 2 — слабоволнистая поверхность с сооб- ществами сарсазана, поташника и однолетних солянок на сильно- засоленных почвах; б) 1 — слабозакрепленные вершины песчаных гряд с псаммофитно-кустарниковой растительностью на неразви- тых песчаных почвах, 2 — склоны гряд с полынно-кустарниковой растительностью на слаборазвитых песчаных почвах, 3 — меж- грядовые понижения с полынно-солянковой растительностью на такыровидных почвах; в) 1 — пологонаклонная поверхность пла- коров с полынно-тетыровой растительностью на серо-бурых поч- вах, 2 — эрозионные ложбины с эфемерово-кустарниково-полын- ной растительностью
Сравнение эмпирических распределений отрезков-пересечений различных видов ПТК с теоретическими логарифмически нормальными № Вид ПТК я а О’ X2 2 х0,01 1 Тургайская столовая страна Волнистая равнина с мятли- 85 7,69 0,62 1,54 13,27 2 ково-белополынной расти- тельностью Бугристо-ячеистые средне- 82 6,41 .0,76 3,77 13,27 & закрепленные пески с преобладанием эркека, песчаной полыни с мно- гочисленными чуротами (дефляционные ячеи с фреатофитами) Северный Казахстан Ложбинные микропониже- 98 4,14 0,85 4,01 11,34 к 4 ния на прослойках песча- ников с мезоксерофитно- разнотравно-злаковой рас- тительностью Микроплакоры на песчани- 156 3,62 0,79 16,22 21,66 5 ках с тырсиково-шренкиа- нополынной (8Нра загер- 1апа + Аг1епнз1а зсЬгеп- к!апа) растительностью Грядовые микроповышения 60 3,21 0,81 1,69 9,21 6 на песчаниках с тырсико- во-нитрозополынно-прут- няковой (АНеппзга пЛго- за) растительностью Слабозакрепленные верши- 162 3,55 0,79 11,52 21,66 7 ны песчаных гряд с се- линовыми белосаксауль- никами (На1оху1оп регзГ сшп + виды родов Апз- Нба и ЗНра^гозНз) Склоны и понижения песков 168 3,90 0,57 17,88 21,66 с белосаксаульниками кан- дымовыми бозгоновыми (Аг1егшз1а загйоИпа) и илачными (Сагех ркузо- без)
Л Я № Вид ПТК <2 - х2. Ло,о1 8 .9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Восточное Приаралье I Водная поверхность с трост- 88 ником (РЬгаетйез аиз(га- - Из) (1975) ; . » (1978) • 40 Малый Балхан I Пологие склоны с полынно- 250 тетыровой (Аг1ет181а зр.+ г 8а1зо1а ^егргпазсепз) рас- тительностью г Эрозионные ложбины с эфе- 248 меррво-кустарниково- полынной растительностью Прикаспий Повышенные участки с ро- 173 машниково-типчаковой (Ругейптип асЫПеИоИит-М Еез1иса зи1са!а) расти- тельностью Повышенные участки со зла- 156 ково-белополынной рас- тительностью Повышенные участки с 147 прутняково-белополын- ной растительностью Повышенные участки с чер- 203 нополынной растительно- стью Микросклоны с преобладав 443 нием черной полыни, ост- реца (Апеиго1ер1(1шт га - тозит), ромашника Пониженные участки с раз- 120 нотравно-злаковой рас- тительностью Солончаковая поверхность 155 с окаймлением сарсазаном (На1оспетит з!гоЫ1асе- шп) или солеросом Солончаковая поверхность 169 с окаймлением сарсазаном или солеросом . » 168 Волнистая поверхность с 179 биюргуново-серополын- ным ком и лексем 5,83 5,19 3,08 3,40 1,82 1,86 1,81 1,49 2,00. 1,98 4,05 4,10 3,69 3,73 0,70 / 0,86 0,82 1,01 0,63 0,61 0,70 0,87 0,75 0,60 0,58 0,81 9,52 0,61 4,07 9,18 34,34 18,60 13,04 23,16 13,47 9,33 10,63 2,56 18,88 8,25 11,41 40,85
& Продолжение табл. 7 № Вид ПТК < •Г .. Средняя Сибирь Поверхность с бугрието- микрозападинным микро- рельефом с культурной растительностью Поверхность, соответствую- щая погребенной карсто- вой форме с культурной растительностью 170 0,81 15,83 " X 24,72 < 178, 4,81 0,54 15,41 20,09 [ довало, казалось бы, ожидать нормального распреде- I ления длин отрезков. Однако в подавляющем боль- [ шинстве случаев закон Гаусса при проверке гипотезы I отвергается. С другой стороны, можно было бы ожи- | дать в каждом конкретном случае распределений, от- | росящихся к разным видам. Эта гипотеза никогда не I может быть полностью исключена. Но мы вправе | утверждать, что во всяком случае эти гипотетические распределения достаточно близки к логарифмически | нормальным, по крайней мере при данных количествах I наблюдений (60—250) они неразличимы. В последнем I случае логарифмически нормальное распределение I может служить хорошей аппроксимацией некоторого г «истинного» распределения. | Таким образом, результаты проведенных исследо- ?! вании дают основание считать, что в пределах одно- [ родных ландшафтных рисунков длины отрезков, соот- | ветствующих на трансекте некоторой составляющей 1 (/), распределены по уже знакомому нам логарифми- [ чески нормальному закону со своими параметрами I и вг). Параметры и сч распределения зависят I не только от ландшафта, являющегося компонентом I структуры, но и от всего комплекса условий — зональ- | по-климатических, геологических, от истории форми- | рования территории. Опытные данные позволяют счи- Бтать выделенную закономерность общей. Действитель- Иио, как показывают приведенные выше описания, она оказывается справедливой для участков, рйсположен- Ных в самых различных зонально-климатических и Вструктурно-геологических условиях, с разными гео- Вморфологическими строениями, составом поверхност-
ных отложений, историей развития и геометрическими особенностями рисунка. При постоянном ландшафтном рисунке и его со- ставляющей распределение длин отрезков может ме- няться с изменением направления трансект. Это спра- ведливо для анизотропных ландшафтных мозаик, от- ражающих в свою очередь анизотропность геолого- геоморфологических условий. Вид распределения остается логарифмически нормальным, но меняются его параметры (рис. 16) . Рис. 16 Статистическое распределение длин пересе- чений трансектами мокрых солончаков, ли- шенных растительности, с единичным соле- росом по краю: а) азимут трансект — 90°, б) азимут трансект — 45° Другая важная закономерность строения линейных сечений рисунка — последовательность составляющих, пересекаемых трансектой. Но эта тема вынесена в от- дельную главу (главу V). Таким образом, выше была сделана попытка на отдельных наиболее важных результатах показать су- ществование естественных количественных законов строения однородных ландшафтных рисунков. Эти за- кономерности могут иметь различную общность и ши- рокие рамки зонально-климатических и геолого-гео- морфологических условий. Однако при этом первые две обсуждавшиеся закономерности относятся к ланд- шафтным мозаикам определенного генезиса, а две по- следние еще более общи.
Коснемся некоторых общих географических при- чин, которые обусловили' существование подобных общих количественных закономерностей. Основные причины существования общих количе- ственных закономерностей, прежде всего Имеющих генетическую специфику, тесно связаны с особен- ностью формирования ландшафтных структур, кото- рая была названа нами относительной самостоятель- ностью геометрических особенностей ландшафтного рисунка. Эта особенность состоит в том, что часто рисунки, сформировавшиеся в разных климатических зонах, но в сходных геолого-геоморфологических условиях (сю- да мы включаем и сходство процессов), близки по своим геометрическим особенностям при различии в физико-географическом содержании ландшафтных кон- туров. Это свойство ландшафтных мозаик, заключаю- щееся в независимости ряда геометрических особенно- стей ландшафтного рисунка от зональных климатиче- ских условий, мы в дальнейшем и будем называть относительной самостоятельностью геометрических, особенностей ландшафтного рисунка. Таким образом, речь идет об инвариантах рисунка относительно кли- матических условий. Поскольку в географической науке упор делается на всеобщие взаимосвязи, на важность геологических и климатических факторов, то факт существования упомянутых инвариантов ри- сунка далеко не тривиален. Одна из первых работ, в которой содержится ука- зание на подобную особенность ландшафтного рисун- ка,— работа В. А. Николаева (1960). В ней говорит- ся, что в сходных геологических условиях при разли- чии климатической обстановки формируются рисунки, построенные как бы по одному «архитектурному пла- ну». В работах, посвященных вопросам экстраполяции дешифровочных признаков, отмечается такой возмож- ный тип сходства рисунков, как гомоморфизм, т. е. сходство в структуре при различии составляющих ри- сунок элементов. По сути дела рассматриваемые свойства ландшафтного рисунка уже используются при дешифрировании в ряде работ, когда некоторые особенности рисунка изображения вне зависимости от зонального фактора приводятся в качестве дешифро- вочного признака. В более поздних работах указания на относительную самостоятельность геометрических особенностей как на важнейшее свойство рисунка
И; звучат еще более отчетливо 1969; Вик- торов, 1979). //Фу" ?Ф;‘/..фф/'-'у; Относительной самостоятельностью обладают мно- гие группы особенностей ландшафтных мозаик: со- став, форма ландшафтных контуров, метрические и топологические особенности их взаиморасположения (под последними понимаются особенности ландшафт- ного соседства). Значительным сходством обладают формы ланд- шафтных контуров, обусловленные сходным генези- сом, хотя и находящиеся в разных зонах. Различие климатических условий сказалось в неодинаковости физико-географического содержания контуров, т. е. в почвах, растительности, особенностях рельефа, но не изменило основных особенностей плановых очертаний. Так, например, круглая или овальная форма часто свойственна ландшафтным контурам, сформировав- шимся в условиях однородности верхней части геоло- гического разреза под действием карстовых и суффо-- зйонных процессов; при этом по физико-географиче- скому содержанию это могут быть микрозападины с разнотравно-злаковой растительностью в Прикаспии, западины с лёссовым субстратом с преобладанием ажрека и кольцом 8а1зо1а йепбгоМез на подгорной равнине Копетдага, микропонижения с сырыми луга- ми в кольце березового леса в Барабинской лесостепи, ПТК, связанные с древним карстом, в Средней Сиби- ри. Для ландшафтных контуров эрозионного генезиса независимо от зонального положения характерны вет- висто-расчлененные удлиненные формы, хотя почвы, растительность и особенность их рельефа сильно варь- ируют по зонам и в зависимости от геологических условий. Аналогичным примером является дугообраз- ная и веерообразная форма ландшафтных контуров, сформировавшихся в пойменных условиях. Многие черты относительной самостоятельности есть и у ориентировки, и у метрических особенностей взаиморасположения ландшафтных контуров (Викто- ров, 1979). Известно, что для неотектонических подня- тий характерна агрегированность ландшафтных кон- туров в системы концентрических линий, а зачастую свойственны также удлиненность формы контуров и их ориентировка по названным линиям. Этот признак справедлив для самых различных зональных условий. При их вариации меняется физико-географическое со- держание ландшафтных контуров — это микрозапа-
дины в районах центра Русской равнины,заторфован- ные низины в Припятской впадине, такыры и песчаные гряды в аридных регионах и т. д. Подобно этому, для зон разрывных нарушений характерно тяготение кон- туров к системам прямых линий и преобладание одного-двух направлений ориентировки. При этом названная геометрическая особенность не зависит от физико-географического содержания контуров, кото- рые могут быть солончаками, буграми-булаками, бо- лотами, булгунняхамп и др. Относительной независимостью от климатических условий обладают и топологические особенности ланд- шафтного рисунка, т. е. системы ландшафтных со- седств территорий, климатически различных, но сход- ных в геологическом отношении, также подобны. То- пологические особенности мало исследованы, и мы позволим себе пояснить смысл сходства топологиче- ских особенностей взаиморасположения контуров при различном физико-географическом содержании их ти- пов. Две системы ландшафтных соседств двух участ- Црв мы назовем сходными, если между составляющи- ми рисунков можно установить такое соответствие, когда совпадут характерные черты и закономерности систем ландшафтных соседств. Поясним это-примером: если мы сумели установить между, составляющими ри- сунков первого участка (1, 2...) и второго (1', 2х...) такое соответствие (1^1/, 2~2Х...), чтобы в основ- ном соответствовали системы ландшафтных соседств, то топологические особенности обоих рисунков назо- вем сходными. Соответствие же систем соседств вы- ражается многообразной совокупностью черт: 1) при преобладании соседств контуров типов 1 и 2 на пер- вом участке на втором преобладают также соседства контуров соответствующих типов (К и 2')', 2) если контуры типов 2 и 3 на участке № 1 не сопряжены, то и на участке № 2 контуры типов 2х и 3х не имеют об- щих границ, 3) если контуры типов 1, 7, 9 на участке № 1 часто образуют цепь в названном порядке, то и контуры типов Г, 7х, 9х на участке № 2 также часто образуют цепь в той же последовательности и т. д. Основанием для такого утверждения послужило опре- деление изоморфизма графов, так как каждому ри- сунку соответствует плоский раскрашенный граф. Для иллюстрации возможности сходства были взя- ты ландшафтные рисунки пойм р. Бирюсы (участок № 1) из работы Д. М. Киреева (1977) и р. Ишим
(участок № 2) из работы Б. В. Виноградова (1966)'. Для сравнения топологических особенностей были использованы предложенные нами ранее матрицы тес- ноты соседств Л/’ (табл. 3, п. 33). Напомним, что эти матрицы предназначены в основном для анализа «ближайших» соседств и для каждой пары составляю- щих они содержат процент контуров первой состав- ляющей, которые имеют сопряжение хотя бы с одним контуром второй составляющей. Каждая величина говорит о том, насколько постоянно контуры данного типа / граничат с конту- рами некоторого другого типа /. Таким образом, мат- рица служит для выявления характерных выдержан- ных ближайших соседств, а также для выявления запрещенных соседств. Указанные выше два рисунка, относящиеся, Очевидно, к различным климатическим условиям, визуально сходны, а количественный ана- лиз с помощью упомянутых матриц позволяет проде- монстрировать сходство их топологических особенно- стей. Для обоих участков были построены соответст- вующие раскрашенные графы и затем определены матрицы (так как число типов контуров на участках отличается на 1, то матрица 7У2 была дополнена нуле- выми строкой и столбцом): 10,0 1,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 о,о\ 0,7 0,0 0,7 0,0 1,0 0,3 0,0 0,0 0,0I 1,0 0,3 0,0 0,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 ' 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,4 0,6 0,0 0,0 0,6 0,2 0,4 0,0 0,0 0,1 .0,0 0,2 0,6 0,0 0,8 0,4 0,1 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 0,0 1,0 0,0 0,3 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 0,7 0,0 0,3/ 0,0 0,0 0,0 б^б 0,0 1,0 0,0 1,0 0,0/ ТУ2 0,0 1,0 1,0 1,0 0,0 0,0 0,0 о 1,0 0,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 о 0,5 0,5 0,0 0,0 1,0 1,0 0,0 0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,5 1,0 0 0,0 0,0 0,6 0,1 0,0 1,0 0,6 0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,8 0,0 0,4 0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,8 0,8 0,0 0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,0 0,5 1,0 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 о 0 0,0 0 0,0 0 0,0 5 0,0 0 0,0 I 0,0 5 0,0 0 0,0 0 0,0
Сравнение матриц показывает сходство, которое, правда, далеко от абсолютного, но тем не менее совер- шенно реально. Для иллюстрации заметим, что преоб- ладание соседства каких-то двух типов на участке 1 обычно соответствует преобладанию соседств соответ- ствующих типов на участке 2. Действительно, в мат- рице соседств, относящихся ко второму участку, «за- прещенные» соседства (соответствующие элементы равны нулям) составляют около 60%, но если рас- сматривать только те элементы второй матрицы, ко- торым соответствуют «запрещенные» соседства в пер- вой матрице, то из числа таких элементов доля нулей превысит 80%. Другой пример — количество элемен- тов матрицы второго участка, характеризующих тес- ноту связи числом не меньшим 0,5 («повторяющиеся соседства»), составляет треть всех элементов матри- цы. Но если рассматривать только те клетки второй матрицы, которые и в первой матрице соответствуют частоте связи не меньше 0,5, то в таких клетках про-' цент повторяющихся соседств достигает почти восьми- десяти. Состав ландшафтного рисунка, к которому отно- сятся соотношения типов контуров по площади и по количеству контуров, а также показатели, основанные на названных аргументах, видимо, особенно сильно зависят от зональных условий. Таким образом, общие количественные закономер- ности строения ландшафтных структур, имеющие ге- нетическую специфику, могут рассматриваться как проявление относительной самостоятельности геомет- рических особенностей упорядоченных ландшафтных рисунков в области их количественных характеристик. Почему общим количественным закономерностям мы придаем особое значение? В общем, видимо, по- тому, что сейчас в ландшафтоведении практика реше- ния конкретных задач требует уровня, который соот- ветствует уровню физико-математических наук. Мож- но, казалось бы, попытаться выйти на такой уровень, объединив в рамках географической науки количест- венные закономерности, полученные в смежных дис- циплинах, где эти закономерности относятся к отдель- ным компонентам ландшафта. Действительно, именно ландшафтоведение занимается сочетаниями, комплек- сами элементов. Но «механическое» соединение на этом основании полученных закономерностей пред- ставляется малоперспективным. Видимо, самого боль-
: закономерностях/ в которых фигурирует специфиче- ; ская географическая единица — природный террито- риальный комплекс. Наверное/ к этой последней ка- . /тегорий; может быть отнесен поиск закономерностей в строении ландшафтных рисунков — такова реальная возможность создания полноценной количественной \ географической теории, описывающей важную сторону х природных территориальных жомплексов. Что касается более конкретных случаев, то выяв ление общих количественных закономерностей даст основу для анализа многочисленных классов ланд- шафтных рисунков. Даже небольшое число достовер- . ' ных законов, справедливых для широких диапазонов зонально-климатических и геологических условий, сыграет роль основы, отталкиваясь от которой можно получить большое количество полезных следствий. Полученные закономерности образуют математические модели ландшафтных рисунков, которые можно будет анализировать под самыми разными углами зрения. Нам кажется, что в настоящий момент в ландшафто- ведении есть предпосылки для получения таких зако- номерностей. Существует и вторая причина для выявления об- щих количественных закономерностей строения ланд- шафтных мозаик: каждая такая закономерность за- ключает в себе большое количество разного рода за- висимостей, существующих между различными коли- чественными характеристиками одного и того же ландшафтного рисунка, и позволяет эти зависимости выявлять. Вопрос же, какие количественные парамет- ры независимы, а какие являются дублирующими, какие информативны, а какие — нет, играет первосте- пенную роль в решении большого количества задач, связанных с ландшафтным рисунком. Определение общих количественных закономерностей позволяет разделить параметры по степени их информативности. Проиллюстрируем сказанное на примере мозаик карстового и суффозионного генезиса. Самое простое следствие, полученное из законо- мерностей, — решение задач о соотношении для пло- ; щадки одних размеров средней густоты &0 и встречае- • мости д, т. е. вероятности получения непустой пробной площадки, /
вероятностью не менее /? на ней оказался хотя бы один Э ПТК, непосредственно связанный с карстом или -руф^ШМ фозией. Легко получается , Д •.'>'•'•' < , Д:-?.- где у — среднее число ПТК, приходящихся на едини- цу площади участков. . ‘ С помощью рассматриваемой модели кгожно полу- чить распределение расстояния (г) между ближайши- ми ПТК —это так называемое распределение Рэлея: Дг(х)=1-^и'2. Эту формулу нетрудно получить с помощью закона пространственного распределения центров карстовых и суффозионных форм (закона Пуассона), если осоз- нать, что по сути дела речь идет о том, чтобы круг заданного радиуса не .содержал ни одного из назван- ных центров. Полученная закономерность позволяет также вывести формулу параметра, который может быть назван защищенностью от карстового и суффо- зионного процессов Р(1). Речь идет о вероятности того, что заранее данная площадка (круг заданного радиу- са /) не будет задета даже краем появившихся кар- стовых и суффозионных форм. Для этого сначала сле- дует, пользуясь закономерностью расположения и за- кономерностью распределения диаметров, вывести формулу защищенности .от тех ПТК, которые рожда- ются в ближайшей окрестности площади. Затем, рас- ширяя до бесконечности эту окрестность, мы получим общую формулу защищенности (Викторов, 1979а). Максимально возможное значение параметра «защи- щенности» зависит от средней площади ПТК и сред- ней плотности их расположения. -*Д('-РО+02+гг+в? \ и р / г где Гер — средний радиус контура, ог — стандарт ра- диуса. Выводы о распределении расстояний между ПТК, о формуле встречаемости и выражении для «за- щищенности» прошли некоторую экспериментальную проверку.
Соответствие теоретической и эмпирической зави- симости между к0и д мЮ1Жно[видеть нарис. 17.Как видно, соответствие достаточно хорошее. Вместе с тем расположение всех точек выше кривой говорит, види- мо, о том, что модель не вполне точна. Однако нам представляется, что тем не менее модель дает хоро- шее приближение реальной ситуации и ею можно пользоваться. Рис. 17 Теоретическая (линия) и эмпи- рическая (крестики) зависимо- сти встречаемости (</) и сред- ней плотности расположения (Ко) ландшафтных контуров карстового и суффозионного генезиса для площадки одного размера Рис. 18 Статистическое распределение расстояний до ближайшего ландшафтного контура (гтш) для рисунка карстового гене- зиса (ступенчатая линия — эм- пирическое распределение, гладкая — теоретическое рас- пределение Рэлея) На рис. 18 приведены эмпирическое распределение расстояний до ближайшего ПТК, непосредственно свя- занного карстом, для района Братского водохранили- ща и теоретическая кривая. Для последней параметр у был определен из опыта. Очевидно, теоретическая кривая является близкой к эмпирическому распреде- лению. Значение критерия Пирсона составляет 5,735, при критическом значении — 15,086. На рис. 19 приведены результаты теоретических и эмпирического определений величины «защищенности» для участков, расположенных в районе Братского во- дохранилища и в Западной Сибири. Для этого случай- ным образом накладывалась сетка квадратов, и с по- мощью циркуля определялся процент узлов сетки, от-
стоящих от ближайшего края контуров карстового генезиса на расстоянии меньше заданного (/).. Кроме того, по определенным по снимку параметрам у, гср, о? с помощью формулы «з ащищенности» опр ед ел я л ось ее теоретическое Значение. Сравнение полученных данных показывает неплохое соответствие. Как пра- вило, разница эмпирических и теоретических значе- ний не превышает 0,05 при количестве измерений око- ло 100. И лишь в одном случае достигает 0,083. Рис. 19 Теоретические и эмпирические значения ве- личины «защищенности» (Р) от карстового и суффозионного процессов в зависимости от радиуса рассматриваемой круговой пло- щадки (/): 1 — для участка Средней Сиби- ри; 2 — для участка Западной Сибири Итак, поставив вопрос о законах строения ланд- шафтных рисунков, мы выяснили, что: —- среди локальных, региональных и зональных закономерностей строения ландшафтных рисунков встречаются отдельные элементы, сохраняющиеся при широком спектре физико-географических условий, та- кие элементы могут быть названы общими закономер- ностями строения ландшафтных рисунков; — в природе существуют количественные законо- мерности строения ландшафтных рисунков, имеющие разную степень общности; пример общих количествен- ных закономерностей -— законы Хортона, закономер-
ности строения ландшафтных рисунков карстового и суффозионного генезиса, закономерности строения сечений ландшафтных рисунков и др.; — существование общих количественных законо- мерностей строения ландшафтных рисунков, видимо,, тесно связано со своеобразным свойством последних — относительной самостоятельностью геометрических особенностей ландшафтных рисунков; — общие количественные закономерности являют- ся фундаментом количественного анализа ландшафт- ных рисунков; они могут служить основой построения математических моделей разнотипных ландшафтных рисунков и основой выявления взаимосвязей между различными количественными характеристиками ри- сунка.
ЛАНДШАФТНОЕ СОСЕДСТВО ГЛАВА V Кроме легко заметных особенностей ландшафтных рисунков, таких, как формы и ориентировки ланд- шафтных контуров, их размеры и площади, группи- ровка их в линии или круги, существует особенность рисунка, остающаяся на первый взгляд в тени. Это система соседств (контактов) ПТК- При этом речь идет не о форме или ориентировке границ, а лишь о самих фактах контакта , или отсутствия контакта тех или иных ландшафтных контуров. > Одной из первых работ, в которой было обращено внимание на систему ландшафтных соседств, была работа С. В. Преображенского об исследовании меж- горных впадин. Здесь особенности ландшафтных со- седств вошли в список самых существенных харак- теристик района. Они исследовались в трудах Л. И. Ивашутиной и В. А. Николаева (1971), Ю. Г. Си- монова (1970), В. М. Фридланда (1972), Э. М. Ра- ковской и А. Г. Топчиева, С. Браконна и М. Гюи (Сиу, 1967; Вгасоппе, 1974). Ландшафтным, соседством следует называть систе- му последовательных сопряжений ландшафтных кон- туров, образующих ландшафтный рисунок. При таком подходе на первый план выступают факты граничений (контактов) ландшафтных контуров, относящихся к различным составляющим рисунка, а другие его черты отходят на второй план. Система сопря- жений ландшафтных контуров — топологическая осо- бенность ландшафтного рисунка, так как она не ме- няется при любых непрерывных преобразованиях ри- сунка. Ландшафтное соседство различных рисунков фор- мируется под воздействием всего комплекса процесс сов ландшафтной дифференциации. На сопряжения природных территориальных комплексов оказывают
•л- ' У •• ' . • • . 1- . '• • • < . • ' ".А. -. •• :. ... .•; ' • * • . - .-. . •> . .. . . • . Т • • . • • .. • •• • ,•'••• ... X . .".••••••• . х • • -• ..... - - . : . • • • • •••' 7 • • ... •• • .• . • : ..•••• . ’ . * * • ционнце ютношейия фазлйчйЖ^ АШАмен веществом и энерсйей. соседств молено, вероятно, считать одной из фунда- Анализ ландшафтногоч соседства необходим при рещерйй • .целогоряда теоретических и практических А'-. задач географических работ. Так, например, анализ . А; последовательностифф ландшафтов может Аф- указывать при ландшафтно-геохимических исследова- ниях на наличие потоков перемещения солей, тесно связанных с каскадными системами, на генезис тех или иных ландшафтов и на геохимические связи меж- ду ними. В теоретическом ландшафтоведении анализ пространственной сопряженности ландшафтов необхо- дим для выделения физико-географических районов. При решении практических задач ландшафтного де- шифрирования положение ландшафта в системе ланд- шафтных соседств является одним из дешифровочных признаков. Анализ ландшафтных сопряжений весьма перспективен для решения задач географического прогноза (см. гл. VII). ч Особенности ландшафтного соседства также под- чинены всему комплексу физико-географических усло- ВИЙ как и рисунок в целом. Различные факторы влияющие на формирование ландшафтных соседств, находятся в сложном переплетении, образуя сложную, но всегда закономерную систему ландшафтных сопря- жений. Анализируя влияние разных условий, можно выделить несколько самых ярких факторов и соответ- ственно несколько наиболее распространенных гене- . тических типов ландшафтных соседств. Первым яв- ляется литогенный тип. Он выделяется в случае, когда особенности ландшафтных соседств зависят от после- довательности отложений в геологическом разрезе и коренные породы значительно обнажены. В этом слу- чае,на каждом геологическом слое формируются свои, отличные ПТК, которые закономерно граничат между собой в той последовательности, в которой наслаива- лись геологические отложения. Так как ПТК форми- руются обычно на выветренной породе, имеющей тен- денцию к смещению вниз по склону, то границы ПТК и границы геологических слоев могут совпадать не пол- ностью; несмотря на это, последовательность ланд- шафтных соседств будет отвечать последовательности
ном матер й а ле даже пр исп о л зании. |.. ’ ^йдрогенное соседство. Гидрогенньтми М0О^' 'й:йзвйтй7;7;7|| л андщафтйые соседств а, последовательность который обусловлена последовательноетью изменений7 свойств;; грунтовых вод Ш йх уР0Вйя. Типичный пример >,пред-7<?7-; став ляет собой зон ал ыюе р асположен йе м икрол анд- АI шафтов вокруг разнотравно-злаковых понижений, на^; Т • ;Ж зываемых лиманами. Под этими понижениями обра^ МШ зуюТся скопления грунтовых вод^ но засоление, а час- ? то и глубина залегания этих вод изменяются по на- правлению от центра к периферии лимана. В соответ- / ствии с этим кольцеобразно располагаются микро- ландшафты. Другой пример характерен для верховых болот, т. е. болот с атмосферным увлажнением. Сред- няя часть таких болот со сфагновым мхом обычно менее увлажнена, но она окаймляется очень увлаж- ненными участками — топями, где господствуют вахта трилистная и другие растения, характерные для таких м^ест. Эти сильно увлажненные краевые участки полу- чйли также название лаггов (лагг). Их происхожде- ние связано с тем, что в средней части болота торф нарастает быстрее, и в итоге здесь грунтовые воды оказываются на большей глубине, чем с краю. Третий тип ландшафтных соседств можно назвать эволюционным. Это один из самых интересных типов формирования ландшафтных соседств. Дело в том, что если на территории идет какой-либо природный процесс, то ландшафты, сменяющие друг друга, часто существуют на территории в одно и то же время и, что самое интересное, граничат в той же последова- тельности, в которой сменяют друг друга во времени (Викторов, Илюшина, Кузьмина, 1970). Иначе говоря, система соседств представляет собой временной ряд ландшафтов, как бы развернутый в пространстве. Пример — процесс зарастания такыра биюргуном. В процессе зарастания типичная для такыра голая растрескавшаяся глинистая поверхность сменяется более шероховатой с менее выраженными трещинами, с отдельными кустиками биюргуна. Позже на ее месте развивается кочкарный биюргунник, похожий на.груп- пу бегущих ежей. Если мы пройдем зарастающий та- кыр от центра к краю, то мы встретим все три микро- ландшафта в той самой последовательности, в кото* рой они сменяются во времени.
Наконец,можно' выделить еще один генетический -г- Миграционное сосеЖгво. Й территориальном комплексе происходит непрерывное й /перемещение грунтовых вод, солей, механических ча- М ' сГйд й т; д. Интенсивно • Г риодически меняться/ но они непрерывны. Эти мед- . ленные перемещения Вещества получили название миграционных потоков. Примером такого потока мо- жет быть перемещение солей на подгорной равнине Копетдага, переносимых грунтовыми водами с гор. Другой миграционный поток, значительно меньший, — поток механических частиц, выносимых по руслу оврага. ' . Свойства потоков могут закономерно меняться по направлению движения в связи с происходящими хи- мическими и физическими изменениями; они воздей- ствуют на компоненты ландшафта и приводят к фор- мированию соответствующих природных территориаль- ных комплексов. Последовательность контактов таких компонентов, продиктованная изменением свойств миграционного потока (последовательностью выпаде- ния солей из раствора, последовательностью выпаде- ния механических частиц и т. п.), называется мигра- ционным типом ландшафтных соседств. Возвратив- шись к подгорной равнине Копетдага, можно наблю- дать, как от гор к равнине сменяются щебнисто-га- лечниковая равнина с полынью туркменской (АНепй- 51а 1игсошатса), волнистая равнина с сочетанием повышений с преобладанием мятлика и осоки и такы- ровидных понижений и равнина с сочетанием такыров и солончаков (Атаев, 1972). В целом ряде природных ситуаций встречается ландшафтное соседство, обязанное своим происхожде- нием взаимодействию ландшафтных единиц, но тем не менее не связанное с взаимными переходами ПТК и со сколько-нибудь выраженными связями с мигра- ционными потоками; такой тип соседств выделен в отдельный класс и может быть назван барьерным. Барьерным может быть названо ландшафтное сосед- ство, повторяемость которого связана с взаимодейст- вием граничащих ландшафтных единиц, не соединен- ных миграционным потоком. Так, на восточном борту долины Тургая на грани- ' це бугристых песков и крутого эрозионно-расчленен- ного склона с солянковой растительностью часты мок- рые солончаки с каймой солероса. Повторяющиеся
- . р а ционн ым: снос е® ШйЖЩ,.:. конечно,:-ш л ййеф^ чак, но не. он опредёлйл сопряжение. -Йфйбряейб^^ соседства следует связывать с барьерным воздействи- ем склона, сложенного водоупорными породами, на / водно-солевой поток, двигающийся от песков Дбл^ьер^;- ное соседство). Наверное, список генетических типов соседств может быть дополнен, но главное уже ясноГ'%Ш ландшафтное соседство подчинено влиянию географи- д ческих факторов. '"''У'- Рис. 20 Ландшафтная схема участка Прикаспийской низменности (по Ви- ноградову, 1966): 1 —плакорные участки с полупустынным мезо- ксерогаломорфным комплексом на солонцах; 2 — окраины микро- западин. с ромашниково-типчаковыми и полынково-типчаковыми сообществами на лугово-каштановых почвах; 3 — днища западин с пырейно-типчаковыми сообществами на лугово-каштановых почвах Визуальный анализ рисунков позволяет выявить закономерности соседств лишь в самых простых слу- чаях, лишь отдельных ландшафтов. Для исследования всей системы соседств в рисунках любой сложности визуального анализа недостаточно. Как же можно численно выразить ландшафтные сопряжения? В настоящее время существуют два подхода к ана- лизу топологических особенностей ландшафтных ри- сунков, как и рисунка в целом: плановый и линейный. При первом подходе рассматривается вся система ландшафтных соседств исследуемого участка терри- тории. В этом случае ландшафтный рисунок предстает
меж^у собой то-- '' у цёк, где точки соответствуют отдельным л ан дш а фтным контурам, а соединяющие их линии — граничению: между собой соответствующих ландшафтных конту- ров, Такие сети, состоящие из соединенных в том или ; ином порядке точек, получили название графов и изу- чаются одним из разделов современной математики -^-у. у? теорией графов. Наш граф относится к типу раскра- шенных, т. е. каждой вершине приписан некоторый признак («цвет») в соответствии с принадлежностью Рис. 21 Граф ландшафтных соседств, соот- ветствующих рис. 20 отвечающего вершине ландшафтного контура к той или иной составляющей рисунка; количество цветов равно количеству составляющих. На рис. 20, 21 цвет каждой вершины обозначен штриховкой, стоящей в ней, трех типов (по количеству элементарных ланд- шафтов) . Далеко не все методы анализа графов, разрабо- танные в математике, испытаны в географических исследованиях. Мы остановимся лишь на тех, которые получили наибольшее применение. Один из распространенных приемов количествен- ного анализа ландшафтных соседств — использование матрицы смежности Л;, где элементы представляют собой проценты общих границ пар. типов ландшафт- ных контуров (табл. 3, п. 34). Здесь метрическая ха- рактеристика сплелась с топологической и может мас- кировать топологические особенности. Так, нетрудно
• • • • • •• ' • ••,•••• • .•.•••. . ’ • . • . ...... , # • • ...*•• • • ' / • • •. ' . : . л. ' •• •• . Г' У ' .*•••. । ; < ''У. • ’ У :’ У ' У<У ' 'Л-’:’ -Л ? •' У,''. уУУ У-. •' - / У У './<• -У-УС; •. ное граничение -.койтурш друх!'да6рйннызг провождается столь же постоянно и закономерно ма-'уу;-Уу лой долей общих границ, т. е. такая характеристика, ’^УуУ как проценты общих границ, полезна, но она не всегдд^> Отражает закономерность соседства, и наряду е 'ней < \'-у Необходимо давать другую 1 характеристику,''. -прямей показывающую повторяемость соседства. Такая ха-' рактеристика может быть получена при использова- нии другого распространенного приема анализа сосед- уУ ства, когда ландшафтный рисунок характеризуется " через количество общих границ р^- типов контуров г \'--У'У и / (табл. 3, п. 35). Получаемая при этом матрица Др характеризует в отличие от матрицы Л/ только топо- логические особенности рисунка. Матрица Ар дает для каждой выбранной пары типов ландшафтных конту- ,Л ров процент числа общих границ от общего количе- ; ства участков границ одного из названных типов. Так, например, элемент матрицы р12 для рис. 22 будет ра- вен р12—14/32 = 0,44. Это означает, что 44% контак- тов микроплакоров с полынно-прутняковой раститель- ностью приходится на чернополынные микроповыше- нйя, что связано, видимо, с эволюционными отноше- ниями этих двух элементарных ландшафтов. Опыт исследования ландшафтных сопряжений с помощью матрицы Ар очень интересен и ценен, однако полезно попытаться применить для анализа ланд- шафтных сопряжений характеристику, построенную на иных принципах и лишенную ряда недостатков матрицы Лр. Эта характеристика основана на показа- теле, представляющем собой число контуров типа граничащих хотя бы с одним контуром типа /, пц. Каж- дому ландшафтному рисунку, таким образом, ставит- ся в соответствие матрица (табл. 3, п. 37). V «<• ) Эта характеристика позволяет выяснить, законо- мерно ли соседство ландшафтных контуров типов I и /. Если это соседство частое, то В противном случае много меньше п^. Предложенная характеристика не зависит от упо- минавшейся ранее (число граничений) и отражает за- кономерность или случайность соседства лучше, чем число граничений. Действительно, возможна ситуация, когда с контурами типа / граничат мало контуров
Рис. 22 У ТТ 1 Т~Т о Ландшафтная схема участка Прикаспийской низменности: 1 — У повышенные участки с сообществами прутняка и полыни на со- $ донцах остепняющихся; 2— повышенные участки с сообщества- 3 ми черной полыни на солонцах солончаковатых; 3 — микроскло- ны с сообществами черной полыни, остреца, ромашника на луго- | во-каштановых слабовыщелоченных почвах; 4 — пониженные участки с сообществами разнотравья и злаков на лугово-кашта- | новых сильновыщелоченных почвах (по данным А. А. Роде и . 1 М. Н. Польского) . . у'числотд;; разных <; ср авйительйб: велико, ^ф/ма Л1Ш^ отразитнепостоянство-соседстМконтуройэтих^^^^д^ 'Типов. Пример,иллюстрирующийпреимуществау 'йййдйЙ/11- ; лиза рйрунка, й^ ; ё йомрЩьШУ матрицьГ приведен на рис. 22. Данный участок территории при-УУ/Й/' ^СасПИЙСКОЙ ПОЛУПУСТЫНИ Т1ЬС^ЙСИЛ Э^МОНО]ЙрЙ^ ;КШ6-Хр/Уу/ ром:у- хорошо < :надй^й|йр матрицей Лр. Участок представляеусобой суглинистую :; поверхность с сочетанием микроповышений с 'черно- ЙВ полынными сообществами на солонцах солончакбва- улУ тых микроплакоров с полынно-прутняковыми сообще- у ствами и микропонижений с разнотравно-злаковой у растительностью на хорошо промытых почвах; микро- у-уЙ/ , понижения соединены с фоном микросклонами. Гос- у подствующим процессом является выщелачивание почв понижений благодаря концентрации стока с посе- лением менее ксерофитизированных сообществ. Определение матриц Др и № дает соответственно /0,00 0,44 0,56 0,00\ /0,00 0,94 1,00 0,00\ . / 0,22 0,00 0,58 0,20 | дг_/ 0,28 0,00 1,00 0,40 | ~1 0,18 0,38 0,00 0,44 I И А ~1 0,50 1,00 0,00 0,67 * \0,00 0,23 0,77 0,00/ \0,00 0,25 0,98 0,00/ Анализ матрицы № сразу позволяет выявить, что для чернополынных микроповышений (2) характерно соседство микросклонов, так же как и для микропла- коров с преобладанием прутняка и полыни (1), и для микропонижений (4) соответствующие элементы мат- рицы близки к 1. Легко заметить, что для микропла- коров характерно и соседство микроповышений / Д1^~о,94). Весьма интересной представляется изо- ^2 / ляция микроплакоров и днищ микрозападин с разно- травно-злаковой растительностью 0,001, хотя с чернополынными микроповышениями западины гра- ничат довольно часто)—- =0,25). В результате ана- \ П4 лиза выстраиваются закономерности, выраженные на рис. 23. Вместе с тем очевидно, что не все эти особен- ности вытекают из матрицы Ар, что показывает про- стое сравнение. При подходе к анализу топологических особенно- стей ландшафтного рисунка, который мы называем
плановым, используемые приемы немногочисленны в довольно несложны. Это связано с математическими трудностями исследования графов и малой изучен- ностью связей многих возможных параметров ланд- шафтного соседства с географическими факторами их формирования и между собой. Математические труд- ности исследования выражаются, например, в отсут- ствии полной системы инвариантов графа (т. е. систе- мы параметров, однозначно описывающей граф). При- мерами же второй группы обстоятельств, затрудняю- щих использование подхода, условно названного пла- Рис. 23 Схема закономерностей ландшафтных со....... седств, выявленных с помощью матрицы М для рис. 22 (сплошная стрелка прово- дится при условии «постоянного соседства»*, пунктирная — при «запрещенном соседст- ве») новым, могут быть неизученность связей параметров графа смежностей, с одной стороны, и географических факторов формирования ландшафтного рисунка и интенсивности обмена веществом и энергией между ландшафтами изучаемой территории — с другой. Практически не изучены общие количественные закономерности формирования графов смежности раз- личных ландшафтных рисунков, и в силу этого оста- ются неясными взаимозависимости различных пара- метров одного и того же графа. Таким образом, первый подход к анализу ланд- шафтного соседства представляется менее перспектив- ным для использования, чем второй, условно назван- ный выше линейным. Второй подход к анализу ландшафтного соседства основан на изучении топологических особенностей ландшафтных рисунков в линейных сечениях, т. е. на параллельных трансектах. Каждой трансекте соответ- ствует своя последовательность пересекаемых ею ланд- шафтов (см., например, рис. 24). Присвоив каждому ландшафту номер, каждой трансекте можно поставить- в соответствие последовательность чисел, каждое чис- ло представляет собой номер пересекаемого трансек- той ландшафта, а смежность контуров двух ландшаф- тов отражается в виде непосредственного соседства их
номеров в последовательности чисел. Таким образом, дальнейшему анализу могут быть подвергнуты полу- ченные числовые последовательности. Результаты изучения одного и того же ландшафт- ного рисунка при линейном подходе к анализу могут зависеть от выбранного направления трансект. Если этой зависимости нет и топологические характеристи- Рис. 24 Ландшафтная схема участка Прикаспийской низменности (по Б. В. Виноградову, 1966). Условные обозначения: 1—днища микропонижений с ксеромезофитио-разнотравно-типчаково-ковыль- ной растительностью; 2— повышенные участки с полынково-тнп- чаковой растительностью; 3 —то же с ромашниково-типчаковой растительностью; 4 — микросклоны с бёлополыпно-типчаковой растительностью; 5 — то же со злаково-белополынной раститель- ностью; 6 — то же с белополынной растительностью; 7 — повы- шенные участки с прутпяково-белополынной растительностью; 8 —- то же с чернополынной растительностью; 9 — линия — трансекта, которой соответствует следующая последовательность индексов элементарных ландшафтов: 2, 6, 8, 4, 8, 4, 8, 4, 8, 6, 2, 6, 8, 4, 8, •4, 7, 4, 8, 7, 8, 7, 3, 7 ки линейных сечений ландшафтного рисунка не зави- сят от направления трансект, то такой ландшафтный рисунок можно назвать топологически изотропным рисунком.
:дШ|Ш<&;5йислейЩж^ д -Ощущается нехватка точки опоры, количественного схематизированного образа системы ландшафтных со- седств. Такая количественная модель ландшафтных сопряжений пока отсутствует. Создание гмодели для I планового анализа наталкивается на непреодолимые трудности. Но может быть, нам удастся построить ко- личественную) модель в более простом линейном слу- чае? :\Д. ' Попытаемся построить количественную модель ландшафтного соседства для, однородных рисунков. Для этого нужно исследовать зависимости между ландшафтами, пересекаемыми трансектами. Географи- ческий механизм этих зависимостей, очень многооб- разных, был только что намечен. Зависит ли то, каким будет следующий пересекаемый трансектой ландшафт,, от того, каким был предыдущий? Опыт дает ответ—• утвердительный ответ во всех случаях. Более того, эта связь может быть выражена вероятностями пересече- ния того или иного последующего ландшафта при условии предварения тем или иным предыдущим ланд- шафтом. Сложнее для исследования другое — связан ли следующий пересекаемый трансектой ландшафт с «предпредыдущим», т. е.,с ландшафтом, отделенным от него еще одним? Эксперимент показывает: часто свя- зан. А вот если мы отступим еще на один шаг и будем искать зависимость следующего пересекаемого ланд- шафта от предыдущего, отстоящего от него на два ландшафтных контура, то здесь ответ окажется дру- гим. Эти ландшафты обычно связаны гораздо меньше.. Прослеживая общую тенденцию, исследователь видит, что с удалением друг от друга связь между ландшаф- тами слабеет; непосредственный сосед особенно силь- но влияет на формирование следующего ландшафта, но с удалением очередных ландшафтов это влияние все более ослабевает. Если этот процесс продолжить, то наступает такой момент, когда связь между пере- секаемым и предшествующим ландшафтом, отстоящим от пересекаемого на некоторое количество шагов I, становится практически незаметной. Словом, в конце концов мы приходим к выводу, что количество пред- шествующих ландшафтов (/), от которых зависит по- следующий, конечно; наш ландшафтный рисунок как бы обладает лишь «конечной памятью». Если мы вос- пользуемся строгим статистическим критерием Андре- сона, то результат будет тот же.
. V Как мы уб^диыш пб&же> I этр< ;'оч^ьУв^ждый':^^^Я тор, котор ы й станет основой построения нашей м о* т;: дели.. р? \ ; Итак, самыми сильными оказываются связи «бли- ? жайшего соседства», или, Как их можно назвать, со- седства первого порядка. Если два ландшафтных ри- сунка разделены третьим, возникают соседства вто- рого порядка, потом третьего и т. д. Через несколько порядков •(/) непосредственное влияние на очередной ландшафт кончается. 5->3 ; - р=О,22О V 7—>3 7'ЙВ^-' Р=о>441 Рис. 25 Зависимость вероятности пересечения трансектой элементарного ландшафта (3) от соседства разного порядка; объяснение см. в тексте, индексы элементарных ландшафтов см. рис. 24 Разумеется, связь ландшафтов не однозначна, а вероятностна. Это хорошо иллюстрирует рисунок 25. Как видно из рисунка, вероятность того, что следую- щим пересекаемым элементарным ландшафтом будет ландшафт с индексом «3», варьирует в зависимости от того, имел ли предшествующий индекс «5» (вероят- ность 0,220), или «7» (вероятность 0,441). В свою оче- редь если предшествующий имеет индекс «7», то на вероятность последующего «3» влияет предпредше- ствующий: если он имеет индекс «5», то вероятность равна 0,262, в случае же индекса «3» вероятность со- ставляет 0,556 и т. д.
Второе основание наших построений следует , из того, что исследуется однородный рисунок. Это озна- чает, что мы вправе предполагать, что на всем иссле- дуемом участке связи ландшафтов остаются одинако- выми. Итащ имеются два основания модели — постоян- ство связей между ландшафтами в рисунке и ограни- ченный радиус влияния этих связей. Несмотря на ка^ жущуюся простоту этих двух предпосылок, с их по- мощью для количественного представления ландшафт- ных соседств можно использовать интересный и слож- ный математический аппарат, получивший название «Марковских цепей» (Карлин, 1970). Марковскими цепями называют процесс, где состояния системы (на- ши ландшафты) меняются случайным образом с каж- дым новым шагом (в нашем случае с пересечением границы контура), но при этом вероятность того или иного последующего состояния (ландшафта) непо- средственно зависит лишь от конечного числа преды- дущих. Эти процессы получили название по имени исследовавшего их выдающегося русского математика А. А. Маркова. Как показывает проведенная парал- лель, наш объект исследований — последовательность ландшафтов на трансекте, пересекающей рисунок,— вполне подходит под определение марковских цепей. Теперь можно попытаться использовать интересней- шие свойства марковских цепей, использовать, имея в виду ландшафтные соседства. Первый нужный нам вывод состоит в том, что марковская цепь полностью задана, если задана мат- рица переходных вероятностей. Последняя представ- ляет собой таблицу, в которой для каждого сочетания предшествующих состояний дается вероятность того или иного последующего состояния. Значит, в нашем случае ландшафтные соседства полностью описыва- ются матрицей, где для каждого сочетания предше- ствующих ландшафтов дается вероятность того или иного последующего ландшафта. Сколько предшест- вующих ландшафтов нам нужно учитывать, зависит от радиуса связи (/), характерного для каждого кон- кретного рисунка. Например, для микрозападинной поверхности, изображенной на рис. 24, достаточно учитывать два предшествующих элементарных ланд- шафта. Матрица переходных вероятностей имеет вид, изображенный в табл. 7а. Так, на пересечении строки
(3->2~>-1) и столбца 4 стоит число 0,09; это означает, что после ландшафтов полузакрепленных и слабоза- крепленных волнистых песков с белосаксаульниками . и барханных песков с единичными пионерами—псам- мофитами в 9% случаев трансекта пересечет закреп- ленные волнистые пески с полукустарниковыми илач- никами (Сагех рЬузодез), что обусловлено в данном случае, видимо, эволюционными отношениями ПТК. .Т а б л и ц а 7а 2 3 4 5 0 0,82 0,09 0,09 0,00 - 0 0,53 0,00 0,40 0,07 0 0,56 0,33 0,00 0,11 0 0,28 0,29 0,43 0,00 0 1,00 0,00 0,00 0,00 Перед нами матрица переходных вероятностей ландшафтных соседств для участка песков Черкезли: слева — последователь- ность предшествующих ландшафтов, вверху — индекс последую- щего ландшафта, в таблице — вероятность того, что после сочета- ния ландшафтов, стоящих в строке, на трансекте последует ланд- шафт, соответствующий столбцу. Условные обозначения (индек- сы) следующие: 1 — барханные пески с единичными экземплярами седина и кустарниковых псаммофитов; 2 — слабозакрепленные вол- нистые пески с песчанополынно-сингреновыми белосаксаульника- ми; 3 — полузакреплениые волнистые пески с илачно-полынными белосаксаульниками; 4 — закрепленные волнистые пески с полу- кустарниковыми илачниками; 5—закрепленные волнистые пески с ил ачно-эфедровыми полынниками (по данным Б. В. Виноградова). Второй вывод, который можно использовать, — это то, что, опираясь на матрицу переходных вероятно- стей, мы можем предсказывать вероятность соседств любого порядка (/). Для этого, как это следует из теории марковских цепей, достаточно соответствую- щее число раз умножить матрицу саму на себя. Этот вывод оказывается справедливым: на рис. 26 показа- ны некоторые вычисленные и определенные из опыта вероятности ландшафтных соседств ряда ландшафтов различных рисунков до десятого порядка. Как видно, совпадение на редкость хорошее, хотя есть и худшие, чем на рисунке. А самое главное, установлена зависи- мость вероятностей соседств первых порядков, зада- ваемых матрицей переходных вероятностей, и высоких порядков. Таким образом, эти характеристики рисун- ка не независимы, а связаны, и это очень важно для разнообразных способов использования ландшафтных соседств.
Рис. 26 Эмпирическая (сплошная линия) и теоретическая (пунктир) за- висимости вероятности соседств различных элементарных ланд- шафтов / и / от порядка соседств (/): а, б, в — для участка Прикаспия; г, д —для участка Черкезли; 5->7, 3-^-3 и др.— ин- дексы элементарных ландшафтов, соседства которых исследуют- ся на участке Прикаспия (см. рис. 24) и на участке Черкезли (см. табл. 7а) Третий интересный для нас вывод: при рассмотре- нии соседств достаточно большого порядка связи между ландшафтами как бы исчезают и ландшафты появляются на трансекте как бы независимо друг от друга. Объясним подробнее: мы знаем, что непосред- ственное влияние на появление последующего ланд- шафта оказывает лишь конечное число предыдущих. Далеко расположенные предшествующие ландшафты 1 могут оказывать лишь косвенное влияние, определяя 1 сочетание непосредственно влияющих ландшафтов. I В данном же выводе речь идет о таком несколько не- 4 ожиданном эффекте: достаточно удаленные ландшаф- ты вообще не влияют, даже косвенно, на последующий появляющийся на трансекте ландшафт. Трансекта как
. тжШЖ^Жеро^йостШ^ Порядков не зависят от начальных ландшафтов, а близки к некоторым предельным значениям («финаль-: ным вероятностям») /определяющимся только следую- щйм ландшафтом, появляющимся на трансекте. За- М метьте, что на рис. 26 колебания кривых стабилизи- руются к некоторому предельнрмусзначению. Л й ющУ Ограничимся тремя перечисленными выводами, / хотя можно сделать много других не менее интерес- ных. Однако это дело будущих исследований. Мы на- деемся, что построенная количественная модель ланд- . У .шафтных соседств имеет достаточно общий характер. Действительно, предпосылки, лежащие в ее основании, видимо, справедливы в довольно широком, диапазоне физико-географических условий. Это же подтверждает и приведенная нами ограниченная, но все же не еди- ничная проверка на участках Прикаспия и песков Чер- кезли (рис. 26). Конечно, материал исследований сле- дует расширить, однако небезынтересно отметить, что построенная модель —одна из первых. Итак, можно подытожить, что при анализе тополо- гических особенностей ландшафтных рисунков можно базироваться или на плановом, или на линейном под- ходе, из них второй представляется в настоящее время более перспективным. Из характеристики ландшафт- ного соседства при плановом подходе наиболее совер- шенной является, видимо, матрица М. При линейном подходе к анализу ландшафтных соседств должны учитываться построенная количественная модель ланд- шафтных соседств и вытекающие из нее взаимосвязи различных количественных характеристик между со- бой. Полной системой независимых показателей, ха- ' растеризующих топологические особенности ланд- шафтного рисунка при линейном подходе, является, матрица переходных вероятностей. Для анализа топо- логически анизотропного рисунка необходимо прово- дить анализ сечений, имеющих разное направление.
1Йд । » ч шатиче;. I ш .ц ц ш гр • ”.••••'. а’ •.ч - ’ '' -'С Л --к' . РИСУНОК ЛАНДШАФТА И ИНФОРМАЦИЯ ИЗ КОСМОСА Основное и самое перспективное направление при- ложения ландшафтной геометрии — космические ис- следования нашей планеты Земля. у- Одно из интереснейших и важнейших научных исследований в наше время — исследование снимков, полученных с космических кораблей и самолетов. Дель этих исследований может быть самой различ- ной— геологической, сельскохозяйственной, метеоро- логической и др. Широкое использование космических и аэроснимков имеет целый ряд незаменимых преиму- ществ. Во-первых, оно дает практически единовремен- ную сплошную информацию о природных условиях на огромных площадях, а не сведения об отдельных объектах и точках, как это свойственно многим другим методам исследований земной поверхности (бурение, геофизический каротаж, отбор почвенных образцов, метеорологические наблюдения и т. д.). Во-вторых, дистанционные методы дают информацию о простран- ственных отношениях объектов, их взаимном располо- жении. Наконец, в-третьих, аэрокосмические методы, особенно космическая съемка, обеспечивают большую повторность и, следовательно, возможность постоян- ного слежения за земной поверхностью. Благодаря этим преимуществам аэро- и космическая съемка ста- ла практически незаменимым методом. Однако новей- шие и плодотворные дистанционные методы имеют свои «но»... Первое неприятное «но» заключается в том, что во всех своих видах дистанционные съемки фиксируют только поверхность планеты; между тем многих по- требителей интересуют объекты, непосредственно на снимках не отражающиеся, например тектонические структуры, подземные воды и т. д. И все же такие трудно наблюдаемые с точки зрения дистанционных
........... от^Ш^^сй^всп^рс^^^^йвлеНия^р^^оер^^тй^й^^УУ^ Ш^^еЙЙЖ-й ойе^хйЬЬЖ- ТШк|йШШ|ЙаМ? '^ШйВВйЪйаЙУУ |У фиЗиойомичным, /едйШйёнтййВ ' свойствах трудной^ б л едаем ы х д ёципиентн ы х (От' л а -:'дУУ тинского дейрю — ускоДйййъ^^бмпошО^УУ^ фаздёЖ/Т^УдУВ- графической науки, названный; географической инди* " '' кацией '; ' ? д 'Ш., ';: У Уд У У" Уд У Уд ''ШША < Основы географической индикации в настоящее время разработаны в целом ряде исследований С. В. Викторова, Е. А. Востоковой, Д.? Д. Вышивкина и других исследователей. Для различных районов вы- ’ явлены многообразные легконаблюдаемые природные объекты (индикаторы), которые позволяют судить о тех или иных характеристиках территории, скрытых ; от непосредственного, наблюдения (индикаты). Инди- каторы могут быть очень разнообразны— это формы рельефа, растительные сообщества, отдельные виды растений и т. д. Такие индикаторы, относящиеся к отдельным компонентам ландшафта, получили назва- ние частных. На более поздних стадиях развития ин- дикации индикатором выступает внешний облик при- родных территориальных комплексов в целом, т. е, речь в этом случае идет о сочетаниях рельефа и рас- тительности. Такие индикаторы были названы комп- лексными. Раздел индикации, занимающийся такими комплексными индикаторами, получил название инди- кационного ландшафтоведения. Итак, первое «но» — необходимость увеличения «глубинности» получаемой со снимков информации. Однако существует и второе «но»... Другая суще- ственная трудность, с которой столкнулись исследо- ватели с первых шагов работы с дистанционными ме- тодами, заключается в том, что даже знакомые и не,- посредственно отображаемые на снимке природные явления при взгляде сверху выглядят неузнаваемо. Та- ким образом, и в отношении физиономичных объектов встает задача дешифрирования («расшифровки») ма- териалов дистанционных съемок. Самым важным, устойчивым и перспективным дешифровочным призна- ком является рисунок (структура) изображения, свой- ственный объекту; особенно важен этот признак, для космофотоснимков: на них значение фототона второго по важности дешифровочного признака резко падает,
Этот же признак — рисунок — самый сложный и по- этому самый неисследованный. Один из наиболее пер- спективных путей ускорения и улучшения качества дешифрирования физиономичных объектов—это как можно более широкое использование рисунка, особен- но его количественных характеристик. Итак, эффективное использование информации из космоса во многом ограничивается двумя проблема- ми — как увеличить извлекаемую из снимков инфор- мацию о труднонаблюдаемых объектах и как сделать более точным дешифрирование физиономичных ком- понентов. Рис. 27 Ландшафтные схемы двух участков (а и б) структурно-денудаци- онного плато: 1 — волнистая поверхность плато с отдельными останцами, с биюргуново-серополынным комплексом на серо-бу- рых почвах; 2 — поверхность такыров с единичным кырк-бууном и галимокнемисом. Изменение геометрических особенностей ри- сунка, даже при условии сохранения его состава, указывает на возможное изменение индикационного значения такыров Как это ни неожиданно, одно из самых перспек- тивных решений всех этих проблем лежит в области анализа ландшафтных рисунков. Если пристально рассмотреть первый из постав- ленных вопросов, то можно заметить, что, решая его с помощью использования частных и комплексных индикационных связей, мы упускаем одно из самых важных преимуществ метода — остается неиспользо- ванной уникальная информация о пространственных взаимоотношениях природных объектов, прежде всего природных территориальных комплексов. А ведь само пространственное взаиморасположение может слу- жить источником индикационной информации, кото- рую нельзя получить, анализируя природные терри- ториальные комплексы по отдельности. Действитель- но, сравните два рисунка, представляющих собой два очень похожих фрагмента ландшафтной карты одно- образной щебнистой пустыни (рис. 27). Глядя на
рис. 27а, специалист скажет, что на этом участке, ве- роятно, развито разрывное нарушение, и будет прав, а на втором участке (рис. 276) его нет. В чем же дело? Ведь все географические компоненты на участ- ках одинаковы, ландшафты остались неизменными. На участках отличается только пространственное рас- положение природных территориальных комплексов, т. е. ландшафтный рисунок: на первом участке такыры имеют вытянутую форму и группируются и ориенти- рованы в прямую линию, на втором участке этих осо- бенностей не наблюдается. Остается сделать вывод, что информация возникла именно за счет анализа пространственных отношений и не содержалась в от- дельно взятых ландшафтах. Этот простой пример при- водит к мысли, что помимо частных и комплексных индикационных связей существует третий тип — инди- кационные ландшафтно-структурные связи, охваты- вающие связи труднонаблюдаемых объектов и ланд- шафтного рисунка территории. Этот тип связей от- крывает новый, один из самых перспективных путей получения космической информации — анализ . ланд- шафтных рисунков. В основе использования анализа ландшафтного ри- сунка для целей индикации труднонаблюдаемых ком- понентов (чаще всего геологических объектов) по космическим и аэроснимкам лежит влияние различ- ных природных факторов на формирование ландшафт- ных рисунков. Взаимодействие географических факто- ров и ландшафтных рисунков весьма сложно. Ведь на рисунок одновременно действуют разнотипные фак- торы — климатические, геолого-геоморфологические и фактор времени. Особенно большое усложнение вно- сит фактор времени, т. е. возраст рисунка: под дейст- вием одних и тех же условий, но на разных стадиях развития ландшафтный рисунок будет выглядеть по- разному. Климатический фактор имеет меньшее зна- чение, так как он меняется сравнительно плавно. Разновозрастные же территории сплошь и рядом не- посредственно соседствуют. И все же, прибегая к абстракции, из множества взаимосвязей можно ото- брать самые тесные связи факторов и рисунка, кото- рые могут быть использованы как индикационные. В классическом виде ландшафтная индикация гео- логических условий строится по схеме «внешний об- лик ПТК — геологический объект». Индикационное значение ландшафтного рисунка исследуемой терри-
тории здесь не фигурирует, или и лучшем случае учи- тывается лишь внутренний рисунок, образованный ПТК меньшего таксономического ранга. Однако более правильной, видимо, является другая схема: .«внеш- ний облик ПТК, геометрические особенности ланд- шафтного рисунка — геологический объект», т. е. как индикатор должен рассматриваться не просто внеш- ний облик ПТК, а облик ПТК в сочетании с особенно- стями ландшафтного рисунка, в котором участвует этот ПТК- При этом в зависимости от характера ин- дицируемых условий у нас то более важным стано- вится учет внешнего облика ПТК, а учет геометрии рисунка отходит на второй план, то решающее зна- чение приобретают особенности рисунка. Действительно, учет исключительно внешнего об- лика ПТК типичен для более простых классических случаев ландшафтной индикации',, например при использовании карстовых воронок как индикаторов карбонатных пород,— крайний случай, когда геомет- рия рисунка почти совсем не учитывается. Особенно часто встречается случай, когда необхо- димо учитывать и внешний облик ПТК, и геометри- ческие особенности ландшафтного рисунка. Отдельные элементы такого учета встречаются во многих рабо- тах, а в ряде работ анализ пространственного разме- щения признается обязательным (Востокова, 1980). Но лишь сравнительно недавно использование рисун- ка как признака экстраполяции индикационных зако- номерностей получило специальное обоснование (Вик- торов, 1982). Что означает «рисунок служит для экстраполяции индикационных закономерностей»? Дело в том, что индикационные связи изменчивы: так, например, в большинстве районов полукустарник биюргун растет на суглинках, однако есть участки, где он произрас- тает на засоленных песках (песчаный массив Чагырлы в Южном Прикаспии). Причиной этого в основном является история формирования, от которой зависит сочетание условий тех или иных участков. Поэтому если какая-либо индикационная связь ландшафта установлена на одном участке, то очень важно узнать, на: каких еще участках эта связь справедлива, куда ее можно экстраполировать.- Решить вопрос можно, детально изучая геологические,, геоморфологические, геоботанические, почвенные и т. д. условия участков, но на этапе индикационных исследований эти данные
обычно недостаточно детальны. Таким образом, необ- ходимо выявить какой-либо легконаблюдаемый при- знак, который позволил бы экстраполировать выявлен- ную связь на исследуемый участок. Таким признаком может быть ландшафтный рису- нок. Формируясь под действием всего комплекса фак- торов, он представляет собой концентрированное от- ражение истории формирования участка. Вспомним интересное замечание, которое было сделано в главе II: геометрические особенности рисунка часто, как это ни парадоксально звучит, имеют больший возраст, чем составляющие рисунка. Таким образом, различия ландшафтных рисунков служат отражением различий происхождения участков, а следовательно, и возмож- ной разницы в индикационных связях между компо- нентами. Вероятно, практический вывод таков — индикационную связь следует экстраполировать на участок с близким ландшафтным рисунком. Вот наглядный пример роли ландшафтного рисун- ка как одной из основ экстраполяции индикационных закономерностей. На пустынном плато Устюрт, лежа- щем между Каспийским и Аральским морями, часто можно встретить такыры. Их поверхность разбита микротрещинами на маленькие полигоны, абсолютно ровна и при отсутствии влаги тверда, как бетон. На такырах можно встретить лишь редкие экземпляры полукустарника кырк-бууна с сочно-зелеными как бы изломанными веточками и покрытую шерстистыми волосками солянку (На'Птоспеппз кагеПт). На рис. 27 приведены ландшафтные схемы двух участков, состав- ленные с использованием космофотоснимков. Участки очень похожи — на обоих развита волнистая щебни- сто-суглинистая поверхность с биюргуново-серополын- ными комплексами, в которую вкраплены замкнутые понижения с такырами. На такырах были проведены индикационные исследования, сопровождавшиеся бу- рением скважин и отбором проб грунта. В результате установлена индикационная связь: «ландшафт такы- ров указывает на глинистый состав отложений, сла- гающих поверхность, до глубин 2 м». Здесь очевидна прямая индикационная связь. Значительно менее оче- виден другой установленный факт — такое же утверж- дение, относящееся ко всей толще отложений, зале- гающих выше кровли коренных пород, не может быть экстраполировано с участка б на участок а. Если на первом участке отложения суглинистые, то на втором
в основанииотложений лежит толща крас- новатого мелкокристаллического гипса или сильно огипсованных суглинков. И здесь на помощь прихо- дит ландшафтный рисунок. Если на первом участке такыры имели неопределенные формы и хаотично рас- полагались на поверхности, то на втором они сильно вытянуты и группируются и ориентируются по прямой линии. Таким образом, разница рисунков указывает на различия косвенных индикационных связей внеш- него облика ландшафтов такыров с более глубоко залегающими отложениями. Географический механизм, обусловивший разницу условий, отраженную в разли- чии рисунков, видимо, заключается в том, что второй участок лежит на разломе, который в новейшее время активен. Разрывное нарушение дало линейный рису- нок заложившихся по нему такыров и одновременно предопределило на какой-то стадии образования та- кыров повышенное увлажнение понижений, где лежат такыры. Благодаря этому увлажнению, по-видимому, и образовался гипс. Эта же гипотеза о значении рисунка как признака экстраполяции нашла строгое подтверждение при ин- дикации мощности и засоления их такырных отложе- ний, изученных нами на Мангышлаке и западном Устюрте. Использование рисунка в этих районах ока- залось необходимым, так как сами такыры по расти- тельности и микрорельефу плохо различимы, особен- но на космических снимках, что резко ограничивает возможности ландшафтной индикации в ее наиболее прямом виде. Группируя скважины по видам такыров и рисунков, для каждого сочетания мы получили соот- ветствующие им интервалы мощности и засоления та- кырных отложений (табл. 8). Кроме того, для каждой пары рисунков с использованием уже конкретных значений мощности и засоления такырных отложений скважин, соответствующих этим рисункам, вычислены значения непараметрического критерия Колмогоро- ва — Смирнова. Значения критерия приведены в табл. 9, большая их часть превышает критические при уровне значимости 0,1, а иногда и 0,05. Таким образом, мощность и засоление такырных отложений в пределах разных рисунков существенно различаются при любом их статистическом распределении. Наконец, другая крайность, когда сами геометри- ческие особенности рисунков могут служить индикато- рами некоторых труднонаблюдаемых природных уело-
Т а б ли Ц а 8V- \ /у/;.• •>' .• Индикационное Значение такыров западного Устюрта в пределах различных ландшафтных рисунков .. 111 " I I I 11 * . 11 Индицируемые условия № п/п Внешний облик такыров и особенности ландшафтного рисунка 1 2 4 3 4 * х Такыры гладкие с единичными ' петрофитами и галофитами, имеющие неправильную рас- члененную форму, образую- щие линейные сгущения Аналогичные такыры звездча- той формы, мелкие, группи- рующиеся в полигональную сеть Аналогичные такыры изогну- той формы с вогнутыми гра- ницами, крупные, образующие полигональную сеть Аналогичные такыры изогнуто- треугольной формы с отдель- ными группировками фреато- фитов, группирующиеся в из- вилистые полосы мощность отложений (м) 0,5—1,5 более 7,0 более 3,4 1,5—6,2 засоление, такыров , (г/100 г) ; .... 0,28—0,90 0,70—1,0 0,20—0,60 0,18—0,82 вий; при этом физико-географическое содержание от- ступает на второй план. Типичный пример — группи- ровка ландшафтных контуров в систему концентриче- ских линий, их вытянутая форма и ориентировка по этим линиям, что указывает на тектоническую струк- туру. И это соответствие сохраняется, хотя в одних условиях ландшафтными контурами являются затор- фованные низины, в других — элементы гидросети, в третьих — такыры, в четвертых — эоловые гряды и т. д. (см. гл. IV, понятие «относительная самостоятель- ность») . Вопрос экстраполяции в индикационных исследо- ваниях разработан слабо. Чтобы в этом убедиться, достаточно посмотреть основные работы по ландшафт- ной индикации. В тех же случаях, когда перед иссле- дователем вставала эта задача, он обычно принимал за площадь экстраполяции территорию ПТК высшего ранга, которая содержала исследуемый им участок. Однако экстраполяция по рисунку далеко не сводит- ся к этим действиям.
Таблица 9 ... Попарное сравнение элементов геологических условий для участков с различными ландшафтными рисунками * Подчеркнуты значения, превышающие кпитические на уровне зна- чимости 0,10. Для ПТК, имеющего более высокий таксономиче- ский радиус, характерны обычно общие особенности рисунка, образованного его частями — ПТК более низкого ранга, т. е. такому ПТК часто соответствует однородный рисунок. Но положение о роли ландшафт- ного рисунка как признака экстраполяции индика- ционных закономерностей не сводится просто к тому, что пределы экстраполяции индикационного значения птк — это содержащий его ПТК более высокого ран- га, геометрические особенности ландшафтных конту- ров могут быть использованы для экстраполяции ин- дикационных закономерностей внутри однородного ри- сунка. Так, например, в восточной части Мангышлака нами были изучены такыры с разреженными петрофи- тами и галофитами; они имели часто треугольную форму, различную ориентировку и располагались не- равномерно, образуя скопления («кластерный рису- нок»). Такыры в пределах кластерного рисунка инди- цировали мощность такырных отложений 0—2,8 м. Нс более детальное изучение показало, что мощность хо- рошо коррелирует с площадью такыров с коэффициен- том 0,94. Это позволяет, используя площадь по сути дела как признак экстраполяции, предполагать, что такыры кластерного рисунка, имеющие площадь 0 — 0,3 кв. км, индицируют мощность 1,9 — 2,8 м; такыры с площадью 0,3 — 0,7 кв. км — мощность 0,9—1,9 м,
такыры с площадью 0,7— 1,0 кв. км — мощность 0 — 0,9 м. Конкретные связи между геометрическими особен- ностями ландшафтных рисунков и природными фак- торами были по сути дела уже разобраны в главе II. Поэтому, чтобы не повторяться, наиболее распростра- ненные индикационные связи обобщены в табл. 10. Конечно, не следует считать, что это исчерпывающий список взаимосвязей рисунка и индицируемых усло- вий. Кроме того, следует иметь в виду, что изучение таких связей только начинается. Если внимательнее вникнуть в текст этой главы, то можно заметить, что в своих индикационных заклю- чениях мы оперировали составом рисунка, формой и ориентировкой ландшафтных контуров, их простран- ственной группировкой. Но в этом списке обнаружи- вается зияющий пробелов нем отсутствуют топологи- ческие особенности рисунков. И перед нами встает правомерный вопрос, обладающий определенным тео- ретическим изяществом: каково индикационное значе- ние ландшафтного соседства? Для ландшафтных рисунков свойствен законо- мерный характер соседства ландшафтных контуров. Анализ литературных данных и результатов наших собственных исследований позволяет дать следующую его формулировку: закономерный характер соседств состоит в том, что повторяемость соседств ландшафт- ных контуров зависит от их физико-географического содержания, т. е. у каждого типа контуров, классифи- цированных по своему физико-географическому содер- жанию, есть вполне определенный набор типов конту- ров, граничащих с ним. Из этого следует то, что повто- ряемость и более сложных систем соседств, чем пары граничащих контуров, также неодинакова. Последнее особенно хорошо заметно для цепей соседств, когда каждый ландшафтный контур граничит только с двумя другими контурами, поэтому не случайно, что именно повторяющиеся типы цепей были выделены К. Г. Ра- маном в виде самостоятельных единиц, ландшафтных звеньев. Ярким примером проявления закономерного характера граничения ландшафтных контуров являет- ся также существование «запрещенных» соседств, т. е. пар типов, контуры которых между собой не граничат. Рассмотрение генетических типов соседств (см. главу V) позволяет сделать предположение о том, какого характера информация, получаемая путем ин-
Индикационное значение некоторых особенностей ландшафтных рисунков
дикацибиногб анализа Мндщаф^ный соседств; пред- • ставляет наибольший интерес. Обычно исследователя не интересует последовательность слоев в геологиче- ском разрезе территории безотносительно свойств от- Л дельных слоев. Прежде всего требуется характеристи- ; ка каждого слоя, а их пространственная последова- тельность получается затем автоматически. При инди- кации же трещиноватости гораздо большее значение по сравнению с соседством имеют метрические особен- ности рисунка — удлиненные формы контуров и др. ' : Таким образом, в описанных трех случаях ландшафт- ное соседство имеет малое практическое индикацион- ное значение. Наиболее ярко индикационное значение ландшафтного соседства проявляется при индикации природных процессов: 1) при индикации процессов физико-географической эволюции территории, 2) при индикации миграционных потоков. Современная индикация процессов эволюции осно- вывается на выделении ландшафтно-генетических ря- дов. По определению, ландшафтно-генетический ряд — это пространственный ряд ландшафтов, отражающий их смену во времени (Викторов, Илюшина, Кузьмина, 1970). Представляется, что можно выделить три типа рядов: 1) первый — когда ландшафты, составляющие временной ряд, сосуществуют в пространстве преиму- щественно разобщенно («разобщенный ряд»), 2) вто- рой — когда ландшафты, составляющие временной ряд, и на территории сопряжены, образуют цепь и граничат в той же последовательности, в которой сме- няются во времени («сопряженный ряд»), 3) смешан- ный, имеющий черты и первого, и второго типа без яркого преобладания того или другого. Примеры пер- вого и третьего случаев — стадии развития карстового и суффозионно-карстового процессов на Устюрте, фор- мирования псевдопесков, засоления подпесчаных линз. Для данного исследования большее значение имеет существование рядов второго типа. Ландшафтно-генетические ряды, члены которых сопряжены в пространстве в той же последователь- ности, в которой они сменяют друг друга во времени, вполне реальны и широко распространены. Например, описан один из подобных рядов, относящийся к про- цессу остепнения поймы, превратившейся в надпой- менную террасу: 1) лиманообразные участки с неза- соленными лугами недостаточного увлажнения, 2) по- верхность ложбин и нижних частей склонов увалов с
'Сухой засоленной комплексной степью с участием га- лофитов, 3) вершины и верхние части склонов увалов с сухой незаселенной комплексной степью (Горбачев, Зацепина, Луценко, 1976). Данные ПТК, очевидно, граничат в той же последовательности, в которой, по мнению авторов, сменяют - друг друга во времени. Ландшафтно-генетические ряды этого же типа описаны и в лесостепных районах юга Западной Си- ' бири. Вот один из них, порожденный процессом обсы- хания озер: 1) мелководье с преобладанием тростни- ка, камыша и рогоза, 2) кочковатое тростниковое бо- л лото, 3) кочковатое осоково-вейниковое болото. Эти ландшафты концентрически охватывают озеро и гра- ничат в том порядке, в котором они сменяются во времени. Типичным случаем ландшафтно-генетических со- 7 пряженных рядов является также последовательность ландшафтов озерных или речных террас, где обычно запечатлены различные стадии развития района .и по- следовательность граничений ландшафтов совпадает с временной. Многие процессы физико-географической эволюции территории связаны с перемещением веществ, но за- частую исследователя интересуют в основном сами миграционные потоки веществ безотносительно тех изменений, которые они производят. Исключительное значение ландшафтного соседства при индикации миг- рационных потоков основывается на том, что области сноса, транзита и аккумуляции или подобласти, соот- ветствующие изменениям свойств потока (например, зоны выпадения из потока гравия, песка и т. д.), об- разуют в пространстве непрерывную цепь. Наиболее характерной и неотъемлемой особенностью этой цепи являются не размеры, ориентировка или форма соот- ветствующих ее звеньям контуров, а последователь- ность их пространственного соединения, их соседство. Действительно, по сути именно ландшафтное сосед- ство используется во. многих практических случаях индикационного анализа. Так, С. В. Викторов (1975), рассматривая эволюцию ландшафтов плато Устюрт, обращается, в частности, к эволюции бугров с «бозын- генами» — щебнистых повышений с разреженной рас- тительностью с преобладанием кырк-бууна на высоко- гипсоносных почвах. Автор отмечает, что названному микроландшафту сопутствует окружающая его контур суглинистая поверхность с преобладанием биюргуна»
индицирующая ? йойыщённбё сульф атное> з асолёние., '^55 Этот факт интерпретируется С. В. ? Викторовымкак Ж свидетельствующий о процессе выноса гипса водным ; стоком из «бозынгенов» и аккумуляции его на близ- лежащих участках. Таким образом, опорным фактом наряду с физико-географическим содержанием обоих ' • контуров явилось их соседство. С' При исследовании подгорных равнин Копетдага, обнаружено относительное постоянство их ландшафт- ното строения (Атаев, 1972) . Оно проявилось в том, что по направлению от гор к равнине происходит одна ; и та же смена физико-географических особенностей территории: 1) щебнисто-галечниковая равнина с пре- " обладанием полыни туркменской со слабым карбо- натным засолением почв, 2) волнистая равнина с со- четанием повышений с преобладанием мятлика (Роа Ьи1Ьоза) и осоки (Сагех зр.) и такыровидных пони- жений, 3) равнины с чередованием такыров и солон-: чаков с сильным хлоридно-сульфатным засолением почв. Э. А. Атаев связывает особенности этого ланд- шафтного рисунка с существованием миграционного Лотока солей и механических частиц и с последова- тельностью изменения его состава, строго обусловлен- ной, очевидно, физическими и химическими законами (последовательность выпадения солей в осадок, сор- тировка механических частиц) . Обращает на себя вни- мание, что Э. А. Атаев, определяя существование по- тока, исходит исключительно из факта пространствен- ной сопряженности ландшафтов, полностью отвле- каясь от размеров, очертаний, занимаемой площади и т. д.- Замеченная закономерность позволяет нам сделать вывод, что именно особенности ландшафтного соседства, последовательности смены ландшафтов могли бы в данном случае послужить опорой при ин- дикации миграционного потока. Ряд примеров того, что соседству контуров дается индикационная интерпретация, содержится в работе Г. С. Каленова, рассматривающей вопросы индикации в пустыне Каракумы; наиболее полно этот подход проявился в анализе ветропесчаного миграционного потока, обусловившего продвижения элементов расти- тельных сообществ заунгузской свиты на юг. Примеры можно найти и при изучении микрообразований комп- лексного характера. Так, в ряде районов Средней Азии наблюдается окаймление западин с более гликофиль- ной растительностью на хорошо промытых почвах
| ^кольцом солонцов; исследователи,описавшиеэтояв- М л ение, связывают его с наличием внутр ипочвенного бокового оттока влаги и солей. Подчеркнем, что при индикации названного миграционного потока не ис- пользуются, таким образом, другие особенности рисун- ка, кроме факта «окаймления», т. е. соседства. Для аридных областей характерно существование водных грунтовых потоков с областью питания в незакреплен- ных песках и разгрузкой в солончаках (пример — При- аральские Каракумы). Для индикации подобных пото- ков существенный факт — примыкание солончаков к пескам, т. е. ландшафтное соседство. Таким образом, соседство ландшафтов имеет зна- чение не только для индикации процессов эволюции, но и как индикатор миграционных потоков и сохра- няется для миграции как солей, так и вод и механи- ческих частиц в самых разнообразных случаях. Рассмотренный вопрос об индикационном значении ландшафтного соседства довершает общую качествен- ную оценку ландшафтного рисунка как источника ин- дикационной информации. Основу использования количественных характери- стик ландшафтного рисунка в геоиндикации образуют связи количественных параметров рисунка и геологи- ческих условий. Они многообразны и меняются в за- висимости от физико-географических условий региона. На основании использования собственных и значи- тельного числа литературных материалов, как отече- ственных, так и зарубежных, была проведена систе- матизация изученных взаимозависимостей количест- венных показателей ландшафтной структуры терри- тории и ее геологических условий. Результаты приве- дены в табл. 11; в ней отражается количественный па- раметр, элемент геологических условий, связь с кото- рым обнаруживает настоящий параметр, и регион, в котором связь установлена. Название показателей соответствует табл. 3. Методика использования количественного анализа ландшафтного рисунка в индикационных целях долж- на включать в себя: 1) выбор приемов количествен- ного анализа, 2) установление индикационной связи между количественными характеристиками и индици- руемыми условиями, 3) определение значений выбран- ных количественных характеристик рисунка на иссле- дуемой территории и их интерпретацию на основе выявленной индикационной Связи.
ш

шафтного рисунка й решении индикационныхзадйШ нередко целесообразно брать не один, а два, три и т.д. . показателя. Это дает возможность более надежно выявлять труднозаметные различия разных участков^ Такой подход поднимает круг проблем отбраковки, связанный с целесообразностью совместного исполь- :Л зования различных показателей. Один из самых про- стых способов отбраковки— выделение аналитически \ эквивалентных показателей. Два показателя, рассмат- риваемые как функции одних и тех же аргументов (площади, числа контуров, их диаметров и др.), мы называем аналитически эквивалентными, если между их значениями существует взаимооднозначное соот- ветствие. Эквивалентные показатели устанавливают одни и те же отношения упорядоченности -—одинаково упо- рядочивают ландшафтные контуры или рисунки по тому свойству, которое эти показатели отражают. ' А поскольку при индикационной интерпретации при- ходится оперировать не абсолютными значениями по- казателей, а их сравнением для разных рисунков или элементов рисунка (т. е. упорядоченностью), то сов- местное использование эквивалентных показателей не несет дополнительной информации. Различия участков, выявленные с использованием одного количественного параметра, автоматически подтверждаются различия- ми по другому параметру. Другой способ анализа целесообразности совмест- ного использования заданных показателей связан с су- ществованием общих количественных закономерностей строения ландшафтных рисунков. Два показателя, используемые в совокупности, могут быть аналити- чески не эквивалентны, однако зависимы в силу об- щих количественных закономерностей строения рисун- ка. При совместном использовании подобных показа- телей различия участков по первому параметру под- твердятся автоматически и по второму. Это произой- дет не из-за реальных различий участков в пределах рассматриваемой территории, а за счет связи пара- метров, обусловленной общей количественной законо- мерностью вне зависимости от свойств данных кон- кретных участков. Поясним сказанное на примере рисунка суффозион- ного или карстового генезиса. Если будут анализиро- ваться различия двух участков, находящихся в усло-
'' ' . '••• ' •’ . ’ • •. ' у/ .•.. < • •- . ./• . ' .виях однородности, на которых /развит описанный выше диффузный рисунок, то естественно использо- вать такие параметры, как средний диаметр и стан- дарт диаметра. И если выявлены различия по сред- нему диаметру, то анализ стандарта может подтвер- дить, опровергнуть или дополнить различия, т. е. он несет информацию. Это обусловлено тем, что закон распределения диаметров (логнормальный) имеет два независимых параметра. Если же для анализа будут использоваться среднее значение и стандарт распре- деления числа центров контуров на случайно выбран- ной площадке, то различия участков по среднему зна- чению автоматически подтвердятся различиями по стандарту. Это произойдет потому, что закон распре- деления числа центров контуров однопараметрический и зависимость между этими параметрами заложена уже в общей закономерности, а не обусловлена раз- личиями участков. А именно при пуассоновском зако- не распределения среднее значение равно второй сте- пени стандарта. Аналогично не будет получена допол- нительная информация, если в дополнение к среднему диаметру и его стандарту будут использованы еще параметры, например моменты более высокого по- рядка. Выделение общих количественных закономерностей имеет значение для сравнения информативности раз- личных приемов анализа. Так, один из распростра- ненных приемов анализа ландшафтных рисунков — метод вращающихся траверс. В одной из модифика- ций он выглядит так: проводятся параллельные, слу- чайно расположенные прямые линии, и подсчитывает- ся количество пересечений этими линиями в пределах рассматриваемого участка выбранной составляющей рисунка. Статистическое распределение числа пересе- чений служит объективной количественной характе- ристикой рисунка. Можно аналитически получить фор- мулу для1 вероятности того или иного числа пересече- ний в условиях полосы ограниченной длины и с огра- ниченным числом располагающихся на ней контуров. Далее, снимая эти ограничения — бесконечно увели- чивая как длину полосы, так и возможное число кон- туров, мы получим общую формулу статистического распределения числа пересечений (у) — закон Пуас- сона: п . . (2у^гср)° -2Т&Г />(2)=—---------е с₽. ' »!
При этом -средне^ число пересечений будет равняться произведению среднего диаметра (2гСр) контуров на ширину полосы (Ь) и на среднюю плотность располо- жения контуров (у) .Таким образом, не производя никаких построений, по методу вращающихся траверс можно заранее сказать, что в рассматриваемом слу- чае они не дадут нам ничего нового, если известны средняя плотность и диаметр карстовых форм. Другой пример относится уже к анализу ланд- шафтного соседства в индикационных целях. Пусть для анализа систем ландшафтных соседств в пределах двух участков, имеющих однородные ландшафтные рисунки, проведены трансекты, и по ним определена матрица переходных вероятностей Р (см. главу I). Матрица задает вероятность последующего пересе- каемого трансектой ландшафта в зависимости от пре- дыдущих, и пусть последующий ландшафт зависит от одного предыдущего (/=1). Допустим, что исследова- тель принял решение проверить достоверность разли- чий строения участков, выявленных по матрице Р, использовав параллельно другой прием анализа — ^матрицу, задающую вероятности перехода одного ланд- шафта в другой через 5 шагов (т. е. матрицу Т ланд- шафтных соседств пятого порядка). В результате вы- явленные различия подтвердятся, однако это будет случай «мнимой корреляции» — сходство результатов, полученных двумя приемами, определилось не реаль- ными различиями ландшафтных рисунков участков, а скрытой зависимостью самих матриц. Эта зависи- мость продиктована общей закономерностью ланд- шафтных соседств и аналитически выражается фор- мулой: Т—Р5. Таким образом, при параллельном использовании нескольких количественных показателей следует про- вести анализ: не оказываются ли используемые пока- затели зависимыми, если учесть общие количествен- ные закономерности строения, известные для рассма- триваемого типа рисунков. Установление индикационной связи между выбран" ными количественными характеристиками и индици- руемыми условиями — второй этап применения коли- чественного анализа для целей индикации. Для этого на одних и тех же участках определяются как значе- ния показателя, так и индицируемые условия. Сопо- ставление полученных результатов позволяет устано- вить интересующую нас индикационную связь.
|//|||{|я/рп|ёд^ измерить исходные параметр ы, входящие в показатель• •• •' ;/ и далее произвести необходимые/вычисления, требуе- /мые формулами. Как видно из дабд. 3, наиболее часто требуется подсчет площадей : различных состав’ ляющих (0 > числа контуров/ («г), числа составляю- щих (т), периметра (р) и Площади (д) ландшафтных /контуров, углов ориентировки (у), диаметров конту- ров (И), плотности расположения контуров («о), чис- ла соседств (ро) различных составляющих рисунка и др. С-.' /- - Как и при традиционных индикационных исследо- ваниях, /полученная индикационная зависимость, как правило, может быть теоретически обоснована не во всех подробностях и оказывается полуэмпирической. На третьем этапе должны, видимо, производиться определение значений выбранных количественных па- раметров ина основании установленной связи пере- вод их в индицируемые условия. И на втором и на третьем этапе исследователю приходится оперировать различиями значений коли- чественных характеристик на разных участках. На втором этапе это необходимо для установления того, насколько соответствуют друг другу изменения зна- чений показателей и индицируемых условий; на третьем этапе полученные различия предваряют их дальнейшую индикационную интерпретацию. В связи с этими операциями ключевым на втором и третьем этапе становится вопрос о существенности различий значений количественных характеристик ландшафтных рисунков. Существенность различий количественных показа- телей связана с: 1) точностью получения исходных данных, 2) точностью вычисления значения показате- ля, 3) вероятностным характером показателя. При определении существенности различий важно учитывать вероятностный характер самого показателя. Такой показатель даже в пределах территории с одно- родными физико-географическими условиями не оста- ется постоянным, хотя имеет определенную статисти- ческую стабильность. Например, показатель, вычис- ленный по разным трансектам, проведенным парал- лельно в пределах одного и того же участка, варьи- рует от трансекты к трансекте. Поэтому существую- щий разброс значений показателей, имеющих вероят- ностный характер, следует учитывать при оценке раз-
личий ;:зйачвйий;;/?ноказ.ат^лН" на;7 двух г>датефй^^О^Ой1 нас участках. Основой подхода к оценке значимости 7771 различий в этом случае служат известные общие ко-7$ 'Ж;-| личественные закономерности строения ландшафтных л рисунков. Они могут позволить определить распреде- /7Ш1 ление такого показателя и далееустановитьпределы, ' за которыми различия значений.показателя на двух участках будут уже не случайными. , Ш Иллюстрируем сказанное выше примером иссле- 70 дования двух участков на территории Прикаспийской низменности. Оба участка имеют ландшафтную струк- туру, аналогичную изображенной на рис. 20. Отличия структур трудно оценить качественно, поэтому сле^ дует использовать количественный анализ с дальней- . шей индикационной интерпретацией его результатов.; Для количественного анализа ландшафтного рисунка участков выбран метод, заключающийся в проведе- нии случайно выбираемых трансект определенного направления (например, азимута 30е) и измерении длин отрезков-пересечений трансектами западин, раз- витых на обоих участках, как одного из наиболее ха- рактерных элементов рисунка. При этом получен ряд длин отрезков-пересечений трансектой микрозападин с полынно-злаковой расти- тельностью на первом участке и на втором и, далее, вычислены значения средних геометрических длин от- резков как одной из емких характеристик ландшафт- ных структур х—у х^г.-.Хл для первого и вто- рого участков соответственно. Нас интересует, на- сколько существенны эти различия средних геометри- ческих; при этом следует учесть, что и в пределах одного и того же. участка от трансекты к трансекте среднее геометрическое варьировало бы. Для решения задачи воспользуемся тем, что в большинстве случаев длины отрезков-пересечений в пределах каждого уча- стка распределены логарифмически нормально (см. главу IV). В этом случае и среднее геометрическое также логнормально. Отсюда, пользуясь выводами математической статистики, можно получить, что раз- личия не случайны, если отношение средних геомет- рических выйдет за определенные рамки и если соот- ветствующая точка выйдет за пределы сектора, за- штрихованного на рис. 28; площадь сектора зависит от статистического разброса длин пересечений в пре- делах каждого сравниваемого участка и от числа пе-
ресечений. Именно в этом случае индикационная ин- терпретация различий будет надежной. Таким образом,использований общей количествен- ной закономерности позволяет/найти распределение показателя и соответственно /установить те пределы, за которыми расхождения значений показателей на двух участках следует считать значимыми и интерпре- тировать в целях изучения геологического строения. Рис. 28 Критическая область при оп- ределении сходства и раз- личия двух участков по средним геометрическим (г и з) длин отрезков-пере- сечений трансектами; неко- торого ландшафта, входя- щего в строение обоих уча- стков. Область, соответст- вующая существенным раз- личиям, пригодным для ин- дикационного истолкования, оставлена незаштрихован- ной Использование количественного анализа ланд- шафтного рисунка в индикационных целях может поз- волить извлекать важную информацию, получение- которой другими способами затруднено. Количественный анализ ландшафтного рисунка дает возможность определить литологические особен- ности территории. При исследовании территории Устюрта количест- венный анализ был применен для изучения рисунка, образованного природными территориальными комп- лексами карстового генезиса. Изученная территория располагается на южном склоне увала Карабаур, соответствующего одноименной антиклинальной зоне, и представляет собой слабоволнистую суглинистую щебнистую поверхность с биюргуново-серополынной растительностью, в которую вкраплены понижения, связанные с карстом. Тонкий слой суглинков подсти- лается известняками двух подъярусов: 1) нижнесар- матского, представленного светло-серыми оолитовыми и оолитово-детритусовыми известняками с прослоями мелкокристаллических и ракушниковых известняков и мергелей, и 2) среднесарматского, представленного
беловато-бурыми ич серыми известняками, оолитовыми, оолитово-детритусовыми и ракушняковыми. Для анализа было выбрано построение функций плотности расположения ландшафтных контуров кар- стового генезиса. Для этого на схемах с нанесенными контурами помещалась сетка квадратов, производил- ся подсчет числа контуров в каждом квадрате, и да- лее полученное значение приписывалось центру соот- ветствующего квадрата. В дальнейшем производится Рис. 29 Схема плотности расположения ландшафтных контуров карсто- вого генезиса одного из участков Устюрта: 1—участки, лишен- ные контуров карстового генезиса; 2—6 — участки с различной плотностью расположений контуров карстового генезиса: 2—04-10; 3—104-20; 4—20-ьЗО; 5—304-40; 6-404-50; 7 —более 50. Плотность дана в количестве контуров на 9 км2
(рйс. 29); ЖОроВа?кв адратасостав л яет 3 км.' <: у ЯУ А у Анализ полученной функцш/показывает, что ее значения оказываются тесно связанными с литологи- ческими особенностями известняков, слагающих по- верхность плато. Известнякам нижнесарматского подъяруса соответствуют/Значення функции, близкие к нулю, с редкими отклонениями; известняки, переслаи- вающиеся с мергелями, относящиеся к верхнесармат- Рис. 30 Статистическое распределение средних диаметров карстовых понижений с петрофитами и гипсофитами на площадках 1 и 3 (ступенчатая линия — эмпирическое распределение и гладкая — теоретическое логарифмически нормальное) скому подъярусу, отличаются значениями плотности свыше 10. Кроме того, видимо, выделяется еще один участок, отличающийся по своим литологическим осо« бенностям, лежащий в северо-западной части рассма- триваемой территории, для него характерны значения плотности свыше 20. Отличие этого последнего участка подтверждается другим приемом анализа, заключающимся в построе- нии распределения диаметров ландшафтных контуров. Такие распределения построены для площади, распо- ложенной в пределах названного участка (площад- ка 1), и для площади, лежащей восточнее, с плот- ностью около 10 (площадка 3). Результаты приведе- ны на рис. 30. Распределение на площадке 3 сильно отличается от распределения, построенного для пло- щадки 1.
аназывают: на возмож- ность и перспективность использования количествен- ного анализа ландшафтного рисунка для индикации литологических особенностей отложений, сл агающих - верхнюю часть геологического разреза территории. т При !исследо!вании Территории горного Крым,а было произведено изучение связи литологических особенно- стей отложений, слагающих поверхность территорий, и некотор ыхособенностей л а ндшафтного рисунка (Зййо- < ; рожная, 1970) .На рассматриваемой площадке выявле- но распространение нескольких текстурных групп Изве- стняков: а) неслоистые известняки с содержанием не- . растворимых примесей 1,27%; б) толстослоистые—с мощностью слоев свыше 0,5 м, для Них характерно со- держание нерастворимых примесей 2,66%; в) средне- плитчатые—с мощностью слагающих слоев 0,5—0,3 м, имеющие содержание нерастворимого остатка 3,09%; г) тонкоплитчатые — с мощностью слоев 0,3—0,1 м и нерастворимыми примесями в количестве 4,06% и д) листоватые Известняки, имеющие слои мощностью ме- нее 0,1 ми максимальное содержание нерастворимых 'веществ 15,5%. Из параметров рисунка исследование охватило плотность карстовых воронок, ряд квантилей распределения диаметра и максимального поперечни- , ка, их средние значения, медиану, моду и, наконец, вы- тянутость воронок, измеряемых отношениями диаметра и максимального поперечника. Результаты изучения (табл. 12) показали, что все текстурные группы известняков хорошо различаются по приведенным параметрам (всего более 2000 воро- нок). Исключение составляют равные значения сред- него диаметра для среднеплитчатых и толстослоистых известняков, близость моды и медианы диаметра и по- перечника у среднеплитчатых и тонкоплитчатых изве- стняков. Таким образом, названные параметры несут индикационную информацию о литологических особен- ностях пород, слагающих поверхность территории, при этом речь идет о сравнительно тонких особенностях— текстурных — при сохранении типа породы. Количественный анализ ландшафтного рисунка был использован при индикации гранулометрического состава отложений, слагающих поверхность Волго- Сарпинского междуречья (Можаева, 1970). Террито- рия представляет собой ровную или слабоволнистую поверхность с преобладанием чернополынных сооб- ществ на солонцах, микроплакоров с господством
Связь ряда параметров ландшафтного рисунка с текстурными особенностями известняков горного Крыма (по Л. П. Задорожной) Значение параметра Плотность карстовых во- ронок 1/км2 Диаметр среднее - медиана мода ... квантиль (20,05 квантиль <20,95 Максимальный попереч- ник среднее медиана мОда квантиль <20,05 квантиль @0,95 Текстурная группа известняков ;неслои- стые и толсто- слоистые средне- . плитча- тые тонко- плитча- тые листо- ватые - 3,8; 27,0 15,0 7,0 0,5 116,0 115 139 1 М 100 74 78 по 93 95 - 25 10 16 " — 257 240 295 75 74 81 65 54 54 1 .-7- 1 76 68 69 * 16 7 . 13 —н— 166 155 174 1 1 на солонцах остепняю- прутняка (КосЫа ргозкаЫ) щихся; в этот фон вкраплены микрозападины е раз- нотравно-злаковыми сообществами на лугово-кашта- новых почвах. В качестве количественной характери- стики ландшафтного рисунка участков взята плот- ность западин. Состав отложений, слагающих поверх- ность территории, несколько варьирует: они могут быть представлены супесями, лёссовидными суглинка- ми, средними и тяжелыми суглинками. Исследование индикационного значения указанного выше параметра рисунка показало, что на разных субстратах его зна- чения различаются. На супесях плотность западин составляла в среднем 2,8 1/га, на лёссовидных суглин- ках уменьшалась до 2,4 1/га; на средних суглинках значения показателя равнялись 1,1, наконец, на тяже- лых суглинках западины преимущественно отсутство- вали, т. е. значения показателя равнялись нулю. Уста- новленная индикационная ландшафтно-структурная взаимозависимость была использована для индикации гранулометрического состава грунтов. Количественный анализ ландшафтной структуры территории может быть использован при индикации состава метаморфических и изверженных пород. По- 142 I
/ Т а б л иц а 13 Зависимость бифуркационного отношения от литологи ческих особенностей пород, слагающих территорию Древний пес- чаный аллю- вий № бассейна. Торные породы Граниты Риолиты добные исследования были проведены при изучении территории Индии («(ЭиагйШаНуе деопюгрйоЧо^у...», 1967) . На рассматриваемой территории преобладали три горные породы: граниты, риолиты и песчаные древнеаллювиальные отложения. Изучение показало ^тесную связь количественных параметров, характери- зующих рисунок, образованный гидросетью, с составом горных пород. Среди количественных показателей были использованы бифуркационное отношение, коли- чество звеньев, средняя длина звеньев и т. д. На табл. 13 приведен пример взаимосвязи состава пород, слагающих поверхность территории, и бифуркацион- ного отношения. Такая связь указывает на возмож- ность использованных названных параметров при ин- дикации состава горных пород. С помощью количественного анализа ландшафтной структуры может быть получена детальная информа- ция о литологических особенностях поверхностных от- ложений. В процессе исследования применение коли- чественных характеристик рисунка позволяет разли- чать отложения с весьма близким- составом. Это под- тверждается результатами ландшафтно-индикацион- ного изучения песков Кыздар-Шиккан, расположен- ных в Приаралье (Викторов, 1966), Пески представ- ляют собой волнистую поверхность с господством эркека и песчаной полыни на песчаных бурых почвах; в растительном покрове участвуют также мятлик и различные эфемеры. Характерная особенность участ- ка — распространение слабозакрепленных песчаных пятен, почти лишенных растительности, с единичными псаммофитами.
:^ЬЛн^^роП1О;': ОТСОрТИрО- ^вй^рВйи крупно- и среднезернистымипесками(содер- ; Знание физической глины менее 2%) , другой -— легки- г:|О-^пееайй (содержалие ;ЖЩиЯ ан ал из а л андшафтнОй структуры было избрано : построение плотности распределения расстояний меж- ду незакрепленными песчаными участками:.. Сравнение 1 'дпеО распределение существенно различается на пескрх и на легких супесях (рис. 31): Рис, 31 Статистическое распределение расстоя- ний между развеваемыми пятнами (1— на супесях, 2—на песках), лишенными растительности (Приаралье, по С. В. Викторову) для супесчаного участка первый максимум на гисто- грамме приходится на расстояния 100—150 м, для участка же, сложенного крупно- и среднезернистыми песками, первый максимум приходится на интервал 50—100 м, и он значительно более мощный, чем на супесях. Таким образом, построение плотности рас- пределения расстояний между песчаными пятнами могло быть использовано для индикации таких тонких особенностей гранулометрического состава, как срав- нительно небольшие различия в содержании в отло- жениях физической глины. Количественный анализ ландшафтного рисунка мо- жет быть использован при индикации тектонических условий. Пример подобных исследований — работа, прове- денная рядом исследователей на территории Западно- Сибирской низменности (Афонская, Сергеев, 1970). Здесь широким распространением пользуются болот- ные ландшафты и озера, чутко реагирующие на раз- личия геологических условий. Это свойство вообще, видимо, присуще гидроморфным ландшафтам незави-
•: . -У ' : А _• л'..--'" 1 •_ : ; . . :• ... • ,.Л; • ;;; г!. .. у. .У у •. •: - -// '/У- • ’ ;:. гУ . ’' -// ’ : V •> 1 .• <С. ' • ...• У,-; .у?/л • . ‘у ? •/ •" '• к- /. тия — оно: отмечалбсьйвсеми ари дныхи вардд®й^||Д | . условиях. Очевидно,значительная ф^^йвн<жтОТйОЙЙ;й1 •. ррморфных ландшафтов Жйзака^;^^кой;'ЖИайй^/ нбстью одного йз гл авных факторов их раавйтид^;О5|| Грунтовых ВОД/ й 'Ь;й-Й- -й М./ Й' ;Й/ЙЙ/ЙЙЙЙ®| > В основу исследования легло положение о том,, что . ; один из главных факторов, контролирующих образо- , ванне /болотных ландшафтов и. озер, на территории /х|Й Западной следования был выбран прием количественного анаШОй< лиза ландшафтного рисунка, состоящий в построении Я/ функции, характеризующей долю площади, занятой -у' болотами (заболоченность) и озерами, для скользя- . ’ щей площадки (табл. 3, п. 33). Сопоставление полу^ ченной карты, на которой в изолиниях было отражено • / поведение показателя, со структурно-тектоническими особенностями Васюганского Приобья выявило отчет- у/ ливую зависимость поведения показателя от развития ,, положительных структурных форм, отрицательных и ;: зон разрывных нарушений. Так,, для положительных структурных форм характерны значения показателя заболоченности, составляющие 30—40%, отрицатель- ные отражались в значениях, доходящих до 90—100%. Зоны разломов проявлялись в наличии участков мак- симальных величин показателя, резко вытянутых в се- веро-восточном направлении. Другой пример применения анализа количествен- ных характеристик ландшафтного рисунка для выяв- ления тектонических условий — работы, проведенные на северо-западе Украинской ССР. Здесь исследова- ния были направлены на изучение индикационного значения рисунка, образованного микрозападинами, и использование его для выявления локальных новей- ших тектонических структур. Территория сложена мергельно-меловыми отложениями турон-сенона, пе< рекрытыми лёссовыми породами. Для нее характерно развитие микрозападин, хорошо отражающихся на аэрофотоснимках. Для исследования был выбран по- казатель плотности микрозападин: количество микро- западин на площади 1 кв. км. Сопоставление названного показателя со структур- но-тектоническими данными выявило. значительную корреляцию аномальных значений плотности микро- западин с локальными новейшими тектоническими структурами* Для них оказались характерны поло-
а !88ИЙВрШ||^ ^®йВШ1^1рО^О^й|йй|9кйШ:^Ш^МйШШйЖЖ9'|^йткрв^й ^:-^у; ||^ЙЙШД)аЙ^ || у;|ЙН|ф1^^рНбШ'Щ^ ^. СМЫВу леССОВЫХ ПОрОД. И ТО И Другое увеличивает про- э ^^ЙЙ^Иэд^Й^й^йШ^^^ы^йет: появление < новых '<> ;в|||Ж;&^|шднад1ж‘ ’ Следует4 подчеркнуть, что Аномалий ; < :.||;|.дуй^ададеля..:приурочены преимущественно к узким сво- 0441'ЙЖ"-7йктоцйчеёкйх^ структур и крутым крыльям, т./ ё. \{- |Ш|ДИ& участкам с наибольшей раздробленностью. ? э <ВЙ11 Ш^ЭйесЖ^г-Мм^/^Ш^бол0е-/:поздних этапах развития |;|||||' этого;. >ке> рисунка,; вероятно,аномалииддлжнысмяг- * читься и даже поменять знак. Ведь наряду с появле- нием новых микрозападин на тех же участках, при- уроченных к локальным тектоническим структурам, рост уже существующих микрозада- - дин (Воронова, 1976) . Это может повлечь их слияние и в итоге уменьшение плотности микрозападин. При индикации тектонических условий могут быть использованы количественные характеристики рисун- ка, образованного эрозионной сетью и гидросетью. Так, например, была исследована связь количествен- ных характеристик рисунка гидросети и тектонической обстановки на участке, расположенном в северо-вос- точной части Сибирской платформы (Философов, 1967). Для анализа был избран такой параметр, как бифуркационное отношение, представляющее собой отношение количества звеньев гидросети последующих порядков. По представлениям Р. Хортона, бифуркационное отношение слабо изменяется, не выходя в основном за пределы интервала 24-4. Действительно, в ряде работ выявлено слабое варьирование величины бифур- кационного отношения в зависимости от геологических условий. Так, по данным исследований территории массива Тибести (Центральная Сахара), определение показателя для 25 участков, расположенных в различ- ных тектонических условиях, в пределах развития как метаморфических отложений, так и вулканических субгоризонтально залегающих отложений неогена и палеогена, показало практическую неизменность би-
-„• Л . г. * ' ' г1-'.*; ' .х .- у-1_ . /Д' '-•-• ' 1?АХ'ЛШ V- ;*’-с Д’' Д 3>. ш«ий .-у,-.- 7^ г Ж -.с р.. ..:-1ЬЧ'г у 4 поднятия ны к6лцД:еййИ|1йййьев> (Мп) каждого поря (т = К^ЙКЯй11-- Зи ; рпфеДёлейы 1,цЙ(1||йЩИИ1ЙЖ1Й^ л.ёнЖЗжЙйтертва звеньев • раз^1|йны^ЗйЙр;::?ЙреЛ^Ж^ ' тельных порядков. Отношение варьировало в зав^ мости от порядка, но всегда для любого порядка7в пределах прогиба оно было выше, чем в пределах поднятия (рис. 32). Таким образом, для' получения & Рис. 32 3 качение бифуркационного от- , 0 ношения (г&) для различных '.\ речных сетей разного порядка (/??) в пределах тектонического ^прогиба (2) и поднятия (1) ^(Средняя- Сибирь, поданным В. Ф. Филатова) 2,0 информации о тектонических условиях территории можно использовать и’такой количественный параметр рисунка гидросети, как бифуркационное отношение. Конечно, современную изученность индикационных связей ландшафтного рисунка нельзя признать совер- шенной: это сужает область индикационного примене- ния количественного анализа ландшафтного рисунка, находящегося еще в начальных стадиях своего раз- вития. Но уже сделанные шаги показывают его вы- сокую перспективность. Один из самых интересных вопросов количествен- ного анализа ландшафтных рисунков пока во многом загадочный — проблема инвариантов этих рисунков. Наверное, многим исследователям, столкнувшимся со сложностью индикационных связей ландшафтных рисунков и труднонаблюдаемых компонентов, прихо- дилось мечтать о существовании таких особенностей и параметров рисунка, которые были бы связаны только с интересующим нас явлением, например с со- ставом грунтов, и не зависели бы от других факторов
|.ЖЙйЙЙ^} вопрос сводится 'к^Шау^существуют ж у с лШМ Й %Ш|таогрр^ !;у|:е л^тйчеё^ относительно возраста рисунка. Ж'Ж 4 $ математике инвариантами тех или иных объектов л ;г относительно каких-либо преобразований называются те характеристики объектов, которые остаются по- х стоянным и при этих преобразованиях. Например, рас- Жл стояние между точками плоскости — это инвариант г относительно преобразования поворота, так как при повороте оно не меняется. В аналогичном смысле употребляется термин «инвариант» и в географий; Вопрос об инвариантах ландшафтов уже ставился в работах академика В. Б. Сочавы. Речь шла о пара- метрах комплексов, остающихся постоянными в измен- ? чивых процессах их существования; выделение инва- I ' риантов выдвигалось в качестве одной из важнейших задач. К представлениям об инвариантах ПТК пришел В, А. Николаев (1979), исследуя динамику крупных регионов. И вот снова, но уже в совершенно ином аспекте мы приходим к необходимости исследования инвариантов, но уже инвариантов не комплексов, а Л их сочетаний — ландшафтных рисунков. Вслед за математиками и исследователями-геогра- фами под инвариантами ландшафтных рисунков отно- сительно каких-либо условий понимаются те количе- .. ственные характеристики рисунка, которые не меня- ются при изменении названных условий формирования рисунка (тектонических, климатических условий, воз- раста участка и др.). Предположение о существовании . таких инвариантов не является, видимо, очевидным, так как на первый взгляд противоречит идее о всеоб- щей взаимосвязи географических явлений. Инварианты ландшафтных рисунков, если они су- ществуют, видимо, имеют большое значение для инди- кации геологических условий. Действительно, индика- ционные исследования в разных районах сильно за- трудняет взаимокомпенсация природных факторов, когда изменения индицируемых условий компенсиру- ются каким-либо другим фактором и поэтому плохо выражаются во внешнем облике ландшафтов. Инва- рианты могли бы представлять собой идеальные инди- каторы, зависящие только от интересующих исследо- вателя условий. Вопрос о существовании инвариантов в настоящее время не решен. Однако, на наш взгляд, многое сви-
детельствует вщоль.з^ф6фэжйтел1що^ с ау^Ведьу существу ют общие количественные законе- мерности строения ландшафтных рисунков. Сами такие 'у закономерности являются чертами ландшафтных ри- ' сунков, инвариантными относительно климатических, /; а также во многих случаях тектонических условий, сос- у тава отложений и даже возраста (Ргий-Нотте, ' пеаих, 1970; Толмачев, 1971; Викторов, 1979). Кроме того, целый ряд параметров, вытекающих из этих зако- номерностей, является такими универсальными инва- риантами. Так, например, такой параметр рисунков гидрографической сети, как К=—, где №п число звеньев сети порядка п, как вытекает из зако- нов Хортона, во всех условиях близок к единице. Та- кие абсолютно универсальные инварианты с индика- ционных позиций бесполезны, но их существование внушает определенные надежды. Практически важный вопрос: существуют ли ипва- у- рианты относительно возраста рисунков? Представим себе, что на двух участках, лежащих в аридных уело-щ виях и сложенных песчаными породами, идут эоловые процессы. И там и там развивались грядовые пески с преобладанием илака и высокого кустарника черкеза (8а1зо1а псМеп). Первый участок вышел из-под уров- ня моря раньше, чем второй, и в силу этого гряды достигли на нем больших размеров. Проводя индика- ционный анализ ландшафтных рисунков, исследова- тель вынужден констатировать, что количественные параметры рисунков на участках отличаются, что сви- детельствует о различии геологических условий, види- мо прежде всего тектонических. Итак, ошибка. При- чина очевидна — это неучет возраста. Но можно ли обнаружить его влияние на рисунок, если сам возраст обычно известен очень приблизительно? Как ни парадоксально, но, как нам кажется, на этот вопрос можно ответить утвердительно. Один из возможных путей возникновения таких инвариантов можно пояснить следующей схемой: если в процессе развития рисунка две различные характеристики рас- тут прямо пропорционально прошедшему времени, то их отношение определяется многими условиями фор- мирования рисунка, но при этом от времени не зави- сит, т. е. является инвариантом рисунка относительно возраста. Конечно, во многих случаях для выделения инварианта нужны более сложные преобразования,
врёмябудеткбмпенсироватьсяикотораяш (Вй ^О^фф|фчффййй' ШЖШя^ у'; об инвариантах, в настоящее время крайне скуден. Но все-таки можно привести один из примеров, гово- Т рящих в пользу существования инвариантов. Для Ж различных рисунксщ^ формирование которых связано; с карстом и суффозией, вычислялось значение следую- щего фара хметр а: I ' ’ ; ’ ЛТ где — количество ландшафтных контуров, непосред- ственно связанных с карстом и суффозией (воронок, западин и. др.), на 1-й площадке, /?о — среднее число названных контуров на площадке, п — число площа- док. Эта величина для рассматриваемого генетическо- го типа ландшафтных рисунков, сформировавшихся в . самых разных условиях, будет постоянна и близка к единице (табл. 14). Таблица 14 . ( Значения показателя е для различных ландшафтных рисунков карстового и суффозионного генезиса Район расположения ключевого Значение участка показателя Барабинская степь » » Устюрт » Подгорная равнина Копетдага » Прикаспийская низменность Равнина Налларбор 1,02 1,02 1,12 0,95 М4 0,97 1,07 1,21 1,54 Это нетрудно объяснить: ведь, как уже показано (глава IV), количество ПТК на случайно выбранной площадке в однородном рисунке распределено во всех
/-йОЙ|||й|сЙиОу^ сразнымсредним.;Выражениеже^наш1санноевышеу^^^^^^^:А ;;!^^$|||5йжтдрШЖ||^ которбе для закойа Пуассрна ггезависпмо от парамет- л-цАЙЯАиААйшмай^ ,.; пород и р азныйвозраст участков;. ^^ёсШ’^е'; А^^йЖ?! участка Южной Австралии, _ ;р;КУ^даяч^0^^^;^ 'Но развитие выраженной;' <т$ещинбват^ 5 « п<1^е апй А- согг 1Щ®-;А(А о^гу, заметно резкое изменение отношения, дисперсии и;, средней плотности. Таким образом, отношение диспер- : сии и средней плотности для рассмотренного типа рисунков, возможно, представляет собой характери- < стику, во многих случаях инвариантную относительно ; климата^ состава пород и возраста, но меняющуюся в связи с тектоническими условиями. Конечно, гипотеза о существовании инвариантов ландшафтных рисунков требует еще очень: большой оЬШнбй проверки. Если проверка подтвердит пред-" сказываемое существование инвариантов, то это мож- но будет рассматривать как некоторую победу анали- за ландшафтных рисунков, открывающую довольно интересную перспективу научного развития. Таким образом, исследования по «ландшафтной геометрии» открывают один из наиболее перспектив- ных путей совершенствования изучения из космиче- ского пространства скрытых компонентов ландшафта. Анализ ландшафтных рисунков служит для экстрапо- ляции индикационных связей, а также для выявления специфических новых индикаторов, в качестве кото- рых выступают геометрические особенности ландшафт- ных рисунков. Наиболее новы, перспективны и мало изучены пути использования количественных харак- теристик рисунков, которые способны давать самую разнообразную информацию. Большую роль при при- менении количественного анализа ландшафтных ри- сунков для целей дешифрирования аэро- и космофото- снимков, как и в других задачах анализа, играют об- щие количественные закономерности строения ланд- шафтных рисунков; они позволяют оптимизировать выбор приемов анализа, отбраковывать «мнимые» кор- реляции, указывают на возможность существования инвариантов.
Н1ряЯИ наслужбе л я 1 ГЕОГРАФИЧЕСКОГО (ОЙ&ЗаЖЙЙЙ ммммм , •.«”.✓ Т . ’• •'• • л ,'\'л^>"Второе/ направление практического применения анализа ландшафтных рисунков территории — геогра- - фический прогноз. Это направление, которое исполь- зует ан ал из характеристик ландшафтного рисунка, хотя и не стоит сейчас на первом месте, однако зна- чение его быстро растет, так как задачи географиче- : ского прогноза выдвигаются на первый пл ан. Точного / и прогноза географических процессов и явлений требуют как Народнохозяйственные работы, имеющие глобаль- ные следствия, так и крупномасштабные инженерные работы. Значение использования анализа ландшафт- ного рисунка для целей прогноза еще более возрастает в связи с требованиями численного географического прогноза, в котором были бы количественно охаракте- ризованы величины и вероятности возможных геогра- фических явлений. Географический прогноз предполагает прежде всего анализ природных процессов. Именно изучение про- цессов эволюции ландшафтов —основа предсказания географических явлений и характеристик. Таким об- разом, мы приходим к интереснейшей задаче о соот- ношении природных процессов и ландшафтных рисун- ков — как по одной-двум «мгновенным фотографиям» территории получить информацию об идущих на ней процессах? Что же известно о связях «рисунок — процесс»? Прежде всего многие природные процессы форми- руют ландшафтные рисунки с характерными присущи- ми им особенностями (табл. 15): аллювиальным про- цессам свойственен веерный характер рисунка, кар- стовым — диффузный с округлыми контурами, эро- зионному — древовидная форма многих ландшафтных контуров и т. д. Однако сразу следует оговорка — для
Геометрические особенности ландшафтных рисунков : Ж'. •* • ? МV Связь наиболее распространекных экзогенных процессов с особенностями ландшафтных рисунков в условиях геологической однородности Экзогенные процессы <' Аллювиальный Карстовый й суффозионный 1 - Л . " • • ' - ' " " , 1 Эоловый при преобладаний ветра одного направления при неза- крепленном субстрате То же Двух направлений Эрозионный ' Контракционный Солифлюкционный Пролювиальный Концентрический, сектор- ' ный < Диффузный И ПОЯСНО-ДИф“ фузный Извилнсто-нараллельно- полосчатый Сетчатый . . / Дендритовая форма ланд- , шафтных контуров Полигональный рисунок Извилисто-субпараллельно- полосчатый с поперечны- ми полосами Концентрически-секторный процессов в определенных условиях; например, в усло- виях тектонической трещиноватости ландшафтные контуры в карстовом рисунке будут неокруглые и рас- полагаться будут не диффузно. Вторая оговорка — свои особенности рисунка свойственны не для всех процессов; например, как быть с процессом забола- чивания или рассоления территории? Более того, не- которые процессы не имеют собственных особенностей ландшафтных рисунков. Вторая важная информация, которой мы распола- гаем, заключается в связи идущих процессов и систе- мы ландшафтных соседств. Как уже показано (гла- ва V), многие процессы формируют повторяющиеся соседства ПТК, входящих в ландшафтный рисунок. При этом последовательность пространственных со- седств образуют ПТК, которые в том же порядке пе- реходят друг в друга во времени, т. е. представляют собой разные стадии одного и того же процесса. Ко- нечно, не любые повторяющиеся соседства соответст- вуют процессу, но тем не менее, анализируя ланд- шафтные сопряжения, можно получить информацию об идущих природных процессах; число выделяемых цепей соседств существенно ограничивает направле- ние исследования.
Наконец, самую важную основу исследования при- родных процессов на базе изучения ландшафтного рисунка территории представляют собой количествен- ные закономерности динамики рисунка, или ее коли- чественные модели. Мы уже говорили, что эта часть анализа ландшафтных рисунков находится в зароды- шевом состоянии, но все-таки подходы к ней просле- живаются. Конечно, наиболее интересные модели ди- намики должны основываться на общих количествен- ных закономерностях строения ландшафтного рисун- ка, но и без этого, базируясь на довольно общих есте- ственных предположениях о ходе процесса, можно дать формулы развития тех или иных процессов. Не- которые примеры попыток построения количественных моделей рассматривались нами. Первый путь применения анализа ландшафтных рисунков заключается в использовании рисунка как одной из основ экстраполяции данных прогноза. Часто прогноз проводится для ПТК и далее экстраполирует- ся на все ПТК того же типа в пределах ландшафта или района. Нам кажется необходимым учитывать при экстраполяции данных прогноза не только тип ПТК, но и ландшафтный рисунок, в который входит этот ПТК- В пользу такого подхода существует не- сколько аргументов. Во-первых, геометрические особенности ландшафт- ного рисунка, прежде всего ландшафтное соседство, оказывают влияние на ход природных и антропоген- ных процессов. В основе такого влияния лежит взаи- модействие ПТК, особенно находящихся в непосред- ственном контакте. Так, например, эволюция болота зависит от того, контактирует ли оно с моренными холмами, поставляющими поверхностный сток, или с боровыми песчаными грядами, соединенными с боло- том грунтовым стоком. Другой пример: деградация такыра резко усиливается, если с ним граничат пес- чаные массивы, дающие аккумулирующийся на такы- ре материал. Во-вторых, особенности ландшафтного рисунка не- редко отражают геологические условия, не нашедшие отражения во внешнем облике самого ПТК, но ока- зывающие существенное воздействие на ход и природ- ных, и антропогенных процессов. Таким образом, развитие ПТК и его реакция на антропогенные воздействия определяются не только физико-географическим содержанием, но и коррели-
руют с положением комплекса в ландшафтном ри- сунке. Поэтому рисунок должен быть использован при экстраполяции данных прогноза. Другой путь использования анализа ландшафтных рисунков базируется на исследовании связи с проте- кающими и начинающимися процессами. Наконец может быть использован количественный анализ ланд- шафтных рисунков. Возможны два основных пути использования ана- лиза количественных характеристик рисунка для це- лей прогноза: 1) качественный и 2) количествен- ный. В первом случае анализ используется для того, чтобы обнаружить идущий природный процесс, и, ве- роятно, для получения некоторых представлений о его скорости. Во втором случае количественный анализ ландшафтного рисунка является основой точной рас- четной оценки большей части интересующих нас па- раметров процесса и явлений, сопровождающих его развитие. Качественный анализ характеристик ландшафтных рисунков весьма близок к уже рассмотренному выше использованию анализа рисунков в индикационных целях. Индикатом при этом выступает какой-либо природный процесс. Количественный анализ ланд- шафтного рисунка используется, чтобы обнаружить природные процессы, а они уже становятся основой для географического прогноза. Кроме обнаружения природного процесса анализ параметров рисунка ука- зывает на ландшафты или микроландшафты, состав- ляющие ландшафтно-генетический ряд и’ играю- щие поэтому существенную роль в географическом прогнозе, какие-то из них представляют собой прогрессивные элементы, а какие-то — будущие ре- ликты. Проиллюстрируем это на простом примере одного из участков Прикаспийской низменности. Он пред- ставляет собой суглинистую поверхность с многочис- ленными микрозападинами, где преобладают черно- полынные, разнотравно-злаковые и белополынно-прут- няковые сообщества на солонцах, каштановых и луго- во-каштановых почвах (рис. 24). Для анализа исполь- зуем уже знакомую матрицу соседства
-УЖ I 0,54 0 0,83 0,38 0,46 0,08 0,58 0,12 \ 0,10 0,22 0 0,34 0,39 0,08 0,80 0,29I • < У,С. 0,21 0,42 0,88 О 0,79 0,12 0,58 0,29 I ; < 0,11 0,33 0,64 0,56 0 0,56 0,69 0,25 I 0,25 0,50 0,75 0,50 0,50 0 0,50 0,50 I / V 0,11 0,44 1,00 0,56 0,690,11 0 0,39 / \0 0,33 0,67 0,56 0,69 0,22 1,00 0 / • • * . .. . . ' ' . - • - ' ’ ’ • Выделение из матрицы элементов больших 0,8 и определение их строки и столбцов дает возможность определить микроландшафты, часто граничащие меж- ду собой. Эти микроландшафты отражены на рис. 33. Здесь стрелками соединены микроландшафты, имею- щие закономерно повторяющиеся соседства. Данная схема позволяет, в частности, выделить цепь микро- ландшафтов, постоянно граничащих в ландшафтной мозаике участка: 1—2—3. Рис. зз Схема закономерностей соседств различных элементарных ланд- шафтов (индексы см. рис. 24), ус- тановленная по матрице Ы. Сплошная стрелка проводится при условии постоянного соседст- ва, пунктирная — при «запрещен- ном» соседстве Такая выдержанная цепь соседств позволяет поста- вить вопрос: а не является ли она отражением неко- торого процесса, породившего сопряженный ландшафт- но-генетический ряд? Конечно, такая цепь может быть порождена и другими причинами — соседство может быть гидрогенным или литогенным; данных количест- венного. анализа недостаточно, чтобы окончательно ре- шить этот вопрос, но они позволяют сформулировать ги- потезу и целенаправленно применять другие методы. Действительно, если использовать химический анализ состава растворимых солей, то, он подтвердит наличие процесса выщелачивания солей и рассолонцевания • почв, который сопровождается изменением структуры субстрата и суффозионно-посадочными явлениями. Эти процессы соединяют микроландшафты в генети-
\ ••••* • .. '• •• • .. . •• • ‘ • " • . : • , . . • • . . . . • •: ' • • • - . • • ***...’ • . - ‘ • • ’• • * • •• ' ’ ’ • * .* ' " . . * . ' • ’.*.*;*. ческий ряд, соответствующий определенной выше цепи. , < /В; . • Дальнейший прогноз может основываться на этом < процессе и ландшафтно-генетическом ряде. Очевидно, что поверхность с разнотравно-злаковыми сообщест- вами на лугово-каштановых почвах — прогрессивный элемент, а микроплакоры с чернополынными сообще- ствами на солонцах — элемент, площадь которого со- кращается. Таким образом, на территории идет про- цесс рассоления и остепнения, подобный тому, который идет на Устюрте под влиянием аналогичных суффо- зионно-карстовыхпроцессов. Второй путь использования количественного, ана- лиза ландшафтных рисунков позволяет получать точ- ные оценки интересующих исследователя параметров. В этом случае с помощью количественного анализа получаются характеристики, пригодные для инженер- ных расчетов и решений. Количественный путь осно- . вывается на построении количественных динамических ^оделей развития ландшафтного рисунка. Однако для подобного использования нужна более обширная ин- формация о ландшафтном рисунке территории, чем при решении многих других задач. Приведем примеры применения количественного анализа ландшафтных рисунков для целей прогноза. Рассмотрим территорию, охваченную каким-либо про- цессом, который прослеживается в появлении связан- ных с ним .ландшафтных контуров. Такие процессы могут быть суффозионными и карстовыми и эоловы- ми. Первые сопровождаются появлением западин и воронок, а с эоловым процессом связано появление язв дефляции и др. Пусть для идущего процесса справедливы предло- жения: 1) условия протекания процесса на рассматри- ваемом отрезке времени и на всей территории остают- ся примерно постоянными; 2) появление ландшафтных контуров, связанных с данным процессом, на одном участке территории не влияет на вероятность их появ- ления на других участках, т. е. на различных участках процесс идет параллельно и независимо. Таким усло- виям удовлетворяет ряд процессов (например, назван- ные выше), идущих на однородной в геологическом отношении территории. Однако вообще указанным предположениям удовлетворяют далеко не все процес- сы; например, к ним не относятся эрозионные, так как новые эрозионные формы часто сопряжены с уже воз-
' Л '•:• • '•'. ''. '' " " * ' ' ' ' \ ' / .'". . ' ' Л : - У. |||Ожеййе о независимости хода процесса на всем уча- Ш -^етке<уу .гёографин^сирй'/Ж<^ &<-уййзанн|гМ^ условиям, может быть построено опрёде- ' | ленное матем атическоеописанйе. Оно позволяет на основе повторной аэрофотосъемки дать количествен- ны й прогноз развития процессов, разобьем террито- рию на некоторое число одинаковых участков (и) и определим количество участков, на которых нет л ан д- Рис. 34 Графики связи параметра процес- са д (см. текст) с соотношением площадей (К1/К2), пораженных процессом в сроки съемки, с пе- риодом между съемками I шафтных контуров, связанных с идущим процессом; обозначим количество участков, полученных в первый срок съемки (/1), через Кь во второй, удаленный от первого на время /2 — через Кг- Далее, пусть д— ве- роятность непоявления на пустом участке за единицу времени (например, за год) ландшафтных контуров, связанных с идущим процессом. Условия постоянства и параллельности хода процесса позволяют заклю- чить, что д не меняется от участка к участку и не ме- няется со временем по мере того, как процесс распро- страняется на новые участки; действительно, иначе территория не должна была бы быть однородной или условия хода процесса менялись бы во времени. Для получения прогноза хода процесса найдем не- известные параметры, представляющие названную выше вероятность и возраст процесса, т. е. время, про- шедшее с начала процесса до первой аэрофотосъемки. Для этого запишем выражение вероятности той ситуации, которую мы имеем, т. е. столько-то свобод-
к* ?:..>•• • :^л^: '>4 второй срок через данное количество лет, равное ин- тервалу между съемками, и подберем такие значения^: • нёиЗ|ёОнык пар аметров, чтс^Шй^аЖ^ . большей. Дейс|й^|сбгласноэтому ;метбду:Л^^^Ду^Й^/? получим формулы для параметров (рис. 34): у ; 1п^1 — л 1п к<%- 1п к\ Приняв эти значения неизвестных параметров про- цессов, мы уже можем прогнозировать. Например» можно дать формулу вероятности того, что через тот или иной срок на рассматриваемой территории оста- нется то или иное количество участков, не захвачен- ных развивающимися процессами, т. е. можно попы- ; таться прогнозировать степень охвата территорий про- цессом (рис, 35). у ' У>' 1>ис. 35 Изменение вероятности (Р) различной степени поражения участка процессом со временем (/): 1 —- вероятность пораже- ния не более семи из десяти элементарных площадок; 2 — не более восьми; 3 — не более девяти; д=^0,7 Наш путь рассуждений не свободен от шерохова- тостей, однако мы здесь их не анализируем. И все же в целом этот простой пример уже иллюстрирует воз- можности применения количественного анализа рисун- ка для целей географического прогноза. Более интересные и сложные результаты можно по- лучить, учитывая известные количественные законо- мерности строения ландшафтных рисунков. Пусть имеется участок территории, на котором ин- тенсивно идут карстовые процессы. Нам требуется для целей строительства, пользуясь повторными аэрофото- съемками, сделанными через определенный интервал времени, дать прогноз дальнейшего развития карсто- вых процессов в ряде расчетных величин. Длй постро- ения динамической количественной модели развития
:Т. ' ва IV) ' |||д|фбщдапбсредственно!евШй^ ж|фозйей^-';й| пределаходнородногоучастка.Напомним, ||27ЧТо'^оснойуш^ положены четыре предположения: 1) о вероятностном характере процесса, 2) о независимости появления р азличных контуров, непосредственно связанных с карстом или суффозией, 3) о том, что для малых уча- ' стков вероятность появления нескольких контуров пренебрежимо мала по сравнению с появлением одно- го контура, а последняя — по сравнению с вероят- ностью того, что площадка останется пустой, 4) о том, что вероятность появления зависит только от площади участка и не зависит от других геометрических свойств (положения, конфигурации, ориентировки и др.). Мож- но дополнить предпосылки, лежащие в основе модели, допущением о том, что появление контуров, непосред- ственно связанных с карстом, в различные непересе- кающиеся интервалы времени идет независимо. Дей- ствительно, если образовавшиеся понижения имеют небольшие размеры, которые растут медленно, то пе- рераспределением поверхностного стока, влияющим на образование последующих понижений, можно пре- небречь, учитывая, что другие условия изменились не- значительно. Сделанное допущение в совокупности с положе- ниями, лежащими в основе модели, рассмотренной в главе V, несмотря на всю свою общность, однозначно определяет характер случайного процесса. Это процесс Пуассона, и вероятность появления на участке пло- щадью 5 за время / количества к ландшафтных кон- туров, непосредственно связанных с карстом, задается формулой р (#) I где р, — среднее количество контуров, непосредствен- но связанных с карстом, возникающих на единице площади за единицу времени (например, за год). Чтобы иметь полную информацию о модели, необхо-. димо определить величину р: для этого может быть использована информация повторной аэрофотосъем- ки—достаточно разделить количество контуров, по- явившихся за период между двумя съемками, на ве- личину этого периода и на площадь наблюдений.
•.** •>*!•. •>• .-• ‘ / '•: '.’ ’•. .•>.••'<-• - Л . .' л•’*• г : '.’ <, «1?^ •Г.1/ ' V • <<.’' •„я5‘ Яп .<* Ш-г 1 л у. д у * :е 1- •г Ж^ИОЖШЙ1йОВИ0№В101й11^ИЯ1ЙЙЖ1ВШ11р!В Ш-венноЙвязлнных с карстом'й'Й-йО! Й^щЙщЖй&ШЙЙИ л ,;. ; |то^азЙМю^йЖЯ|дай::- количество КОНТур ОВ р^бтеТ прямо пр опорцион а л ьно вр емен и. Раз б р ос возможного • числ а контурбв около среднего может быть охаракте-; I : р изов ан//:^йдним/^кв ад ратическим,которое расгёШ пр><)? , ;'д/^р^ц|ЙВ1Й®а7:кдрню квадратномуизвременщ / й Последний вывод интересен, так как он показы-д вает, что разброс растет медленнее, чем среднее зна- 7' О йДГ'^ чение, поэтому достоверность прогноза остается зна- чительной. Для практических целей существенно так- же определить наиболее узкий интервал возможных; значений количества просадок, за пределы которого они не выйдут, с заранее заданной вероятностью, рав- ной, например, 0,95. Эта задача легко может быть ре- шена по существующим таблицам распределения Пуассона. / На основе построенной модели может быть полу- * чена И другая группа расчетных характеристик. Опре- делим вероятность того, что за расчетный срок на рас- сматриваемой площади не будет ни одного проявления карстового процесса; эта вероятность убывает по экспоненциальному закону. Другой характеристикой, представляющей практи- ческий интерес, является время, проходящее между двумя последовательными проявлениями на исследуе- мой площади контуров, непосредственно связанных с карстом. Величина этого интервала времени случайна, и ее распределение может быть получено аналити- чески. , График плотности распределения этой величины приведен на рис. 36, откуда видно, что наиболее ве- роятны минимальные интервалы; среднее время меж- ду последовательными проявлениями ландшафтных контуров, непосредственно связанных с карстом, легко может быть получено интегрированием, и оно обрат- но пропорционально среднему числу контуров, возник- ших на исследуемой площадке за единицу времени. Наконец, может быть поставлена и решена сле- дующая задача, имеющая непосредственный выход к инженерному расчету: какова величина площадки, на которой за заданный отрезок времени (например, 100 лет) с вероятностью не менее заданной (например,
й0,95)Ней произошло Ни бдного нового проявления ? > карста. Интересующая величина может быть получе- < У на аналитическим путем на основе формулы. Для ее 1| вычисления необходимы знания параметров времени и вероятности, задаваемых самим исследователем, и Рис. 36 . / Статистическое распределе- ние величины интервалов времени (/) между последо- вательными появлениями ландшафтных контуров кар- стового происхождения Рис. 37 Зависимость величины площадки (5), за- щищенной от ёуффозионного процесса с данной вероятностью (р), от времени (/) для р=1,0 параметра р, получение которого по материалам пов- торной аэрофотосъемки уже рассматривалось (рис. 37). Таким образом, приведенный выше пример пока- зывает возможности использования количественного анализа ландшафтного рисунка для численного гео- графического прогноза.
Для иллюстрации перспективности применения ко- / л ичественного анализа ландшафтных рисунков для ? ; целей географического прогноза здесь описаны приме- ры с использованием широко известного математиче- ского аппарата. Но даже эти несложные примеры , показывают, что получаемые ответы конкретны и их ; трудно получить другим методом. ' Чем более будут изучены количественные закономерности строения ; ландшафтных рисунков, тем более сложными и осно- вательными будут модели динамики рисунков и тем более интересными и неожиданными могут стать вы- воды.
Первым шагом в развитии каждой отрасли науки, как правило, были выделение в множестве изучаемых явлений своей специальной единицы и систематизация этих единиц. Такой единицей в биологии стал вид, в химии — атомы и молекулы; единицей региональной физической географии можно назвать физико-геогра- фический комплекс. По определению профессора Н. И. Михайлова (195.5), физико-географический комп- лекс представляет собой генетически однородную тер- риторию, на которой сформировалось закономерное сочетание географических компонентов. Характер взаимодействия компонентов в пределах комплекса остается постоянным. Процесс выделения физико-гео- графических комплексов, исследования причин их диф- ференциации получил название физико-географиче- ского районирования, которое представляет собой мощный метод региональных географических исследо- ваний. Важность физико-географического районирования определяется также и тем, что получаемая сетка фи- зико-географических комплексов — основа экстраполя- ции различных данных о многих природных явлениях, которые в пределах комплексов обладают значитель- ным сходством. Кроме того, физико-географический комплекс — это та единица, к которой должен быть отнесен географический прогноз, т. е. сетка физико- географических комплексов выступает основой прогно- зирования природных явлений и планирования народ- нохозяйственных мероприятий. При районировании исследователь может идти раз- личными путями (Федина, 1973). Первый путь — веду- щего фактора. В этом случае задача упрощается бла- годаря замене анализа всего сложнейшего переплете- ния связей географических компонентов анализом
одного важного фактора развития природы. Таким фактором обычно выступают геолого-геоморфологиче- ские условия. Решение упрощается, однако вне поля зрения остается громадное количество взаимодействий, результат которых далеко не всегда можно преду- смотреть. Второй путь районирования получил название ме- тода сопряженного анализа компонентов. В этом слу- чае районируется не фактор, определяющий физико- .. / географические условия, а сами эти условия. В центре внимания находятся связи между компонентами. Ка- залось бы, все недостатки предшествующего подхода устранены, однако... Каждый компонент неоднороден в пространстве, и структура связей между компонен- тами также в пространстве меняется. Учет же таких неоднородностей при сопряженном анализе компонен- тов затруднен. Стремление избавиться от этого недо- статка повлекло рождение третьего метода — метода районирования на ландшафтно-типологической основе. Районирование на ландшафтно-типологической ос- нове базируется на анализе уже выявленных природ- ных территориальных комплексов относительно низко- го таксономического ранга; на фоне этой сетки ПТК относительно низкого ранга выделяют крупную сетку ПТК более высокого ранга. Неоднородность компо- нентов и их взаимосвязей уже учтена при самом вы- делении ПТК более низкого ранга, поэтому недостаток предыдущего подхода устранен. Распространению ме- тода физико-географического районирования на ланд- шафтно-типологической основе существенно способст- вует развитие космических съемок Земли. На мате- риалах этих съемок вследствие их мелкомасштабности могут непосредственно отражаться целые районы, обладающие своими особенностями космофотоизобра- жения. С появлением космических методов физико- географическое районирование получило, наконец, адекватный исходный материал, отвечающий его за- дачам. При районировании на ландшафтно-типологиче- ской основе каждая единица физико-географического районирования характеризуется своим закономерно построенным сочетанием ландшафтов и представляет собой «закономерную неоднородность». Задача иссле- дователя сводится в этом случае к тому, чтобы вы- явить участки с закономерной ландшафтной структу- рой. Для всей площади таких участков характерны
преобладание одних и тех же ландшафтов, одинако- вый характер их сопряжений и ряд других особенно- стей их пространственных отношений. Перечисленные признаки, характеризующие единицу физико-географи- ческого районирования, уже не раз встречались на страницах данной работы. Видимо, следует сделать вывод, что мы снова пришли к ландшафтному рисунку. Таким образом, задача физико-географического районирования на ландшафтно-типологической основе во многом сводится к анализу ландшафтного рисунка территории с целью выделения физико-географических комплексов высокого ранга. Этот анализ далеко не прост. Разные исследователи, районируя одну и ту же территорию, нередко трассируют различные сетки физико-географических комплексов. Поэтому не уди- вительно, что значительную остроту приобрела объек- тивизация районирования на ландшафтно-типологиче- ской основе, которая может рассматриваться как одна . из задач количественного анализа ландшафтных ри- сунков. Речь идет о том, чтобы выбрать такие коли- чественные показатели ландшафтного рисунка, кото- рые оставались бы сравнительно постоянными внутри физико-географических комплексов и относительно резко менялись на их границах. В этом и состоит суть проблемы объективизации выделения комплексов бо- лее высоких рангов на основе анализа ландшафтных рисунков. Первый подход к использованию анализа ландшафтного рисунка при физико-географическом районировании основывается на представлении о том, что для физико-географического комплекса характер- на определенная однородность ландшафтного рисунка, т. е. если пробный участок лежит в пределах одного комплекса, то однородность его рисунка выше, чем если он объединяет в себе фрагменты нескольких физико-географических комплексов. Для количествен- ной реализации этого подхода могут быть использова- ны численные меры неоднородности, уже введенные для анализа ряда рисунков; некоторых из них мы уже касались. Одной из наиболее распространенных мер неоднородности является коэффициент ландшафтной неоднородности, введенный Л. И. Ивашутиной и В. А. Николаевым (1969) (табл. 3, п. 13). Этот коэф- фициент был использован для характеристики ланд- шафтной неоднородности физико-географических комп- лексов Северного Казахстана; применение его пока- зало высокую перспективность приема.
Другой количественный показатель/ измеряющий неоднородность рисунка, — это информационная мера неоднородности. Этот коэффициент опробован, напри- мер, при характеристике физико-географических комп- лексов Тянь-Шаня (Абишев, 1973). Путь использования каждого количественного по- казателя представляется в следующем виде. В преде- лах изучаемой;'территории берется скользящий уча- сток, и для каждого его положения определяется зна- чение выбранного показателя. Пока участок остается в пределах одного комплекса, значения показателей должны, видимо, оставаться примерно постоянными. Когда же скользящий участок пересекает границу комплексов, объединяя при этом фрагменты разных комплексов, то значения показателя должны умень- шиться. Нами был проделан такой опыт при выявлении границ физико-географических комплексов для двух показателей неоднородности параллельно (табл. 3, п. 8 и 13). При этом был взят упрощенный вариант показателей — линейный, т. е. рассматривалось их по- ; । ведение по профилю, пересекающему несколько физй- * ко-географических комплексов; в этом случае 5/не площадь, а протяженность по профилю соответствую- щих ландшафтов. Исследуемая территория относится к Северному Приаралью. Она представляет собой со- четание грядовых и бугристых песков с псаммофйтно- полынно-злаковой растительностью и однообразных супесчано-суглинистых «окон» между ними с биюр- гунниками и серополынниками. Был выбран скользя- щий участок, одна граница которого была закреплена и совпадала с концом профиля, а другая менялась, причем для каждого положения границы вычислялись значения обоих показателей. На рис. 38 показано, как изменялись по профилю оба показателя. Как же ведут себя показатели? Первое, что бро- сается в глаза, — это синхронность в изменении — пи- ки и впадины обоих графиков совпадают, т. е. несмот- ря на то что показателя не эквивалентны и весьма различны по строению, их сравнительные оценки одно- родности совпадают. Казалось бы, можно говорить об определенной объективности получаемых величин не- однородности. Вместе с тем границы физико-геогра- фических комплексов, полученные при традиционном качественном анализе ландшафтного строения рас- сматриваемой территории, лишь в 3—5 случаях
из,5—8 совпадают с границами, выявленными по гра- фикам. Это заставляет задуматься. Причина подобно- го эффекта видится в том, что показатели отражают не все факторы, от которых зависит неоднородность. Так, например, не учтена классификационная бли- зость ландшафтов. Не все ясно в использовании коэф- фициентов неоднородности для выявления границ фи- зико-географических комплексов. Но сам принцип представляется верным, и опыты, видимо, должны Рис. 38 Изменение энтропийного показателя сложности (Н) и коэффициента ландшафтной неоднород- ности (К) для профиля в пределах Приараль- ских Каракумов. М — порядковый номер кон- тура по трансекте Другой путь использования количественного ана- лиза ландшафтного рисунка для физико-географиче- ского районирования основывается на анализе контра- стности рисунка. Этот подход базируется на предпо- ложении о том, что контрастность ландшафтного строения внутри физико-географических комплексов должна оставаться примерно постоянной и, наоборот, на границах комплексов, где соединяются ландшафты, принадлежащие к разным районам, с существенно различающимися свойствами, контрастность должна возрастать. Таким образом, речь идет как о контра-
стностн границ, так и о контрастности ландшафтного строения отдельных участков (табл. 3, п. 36). Для оценки контрастности вводится суммарная количест- венная мера физико-географических различий каждой пары ландшафтов — функция классификационного расстояния. За оценку контрастности участка границы берется; сумма значений этой функции вдоль данного участка границы, взятых с весами, соответствующими длинам отрезков границы (Ивашутина, Николаев, 1971). Опыт использования количественного анализа контрастности для целей физико-географического рай- онирования был проведен для территории Тургайской столовой страны. Классификационное расстояние за- давалось следующим образом: между ландшафтами соседних видов одной группы— 1,25, между ландшаф- тами одного подтипа, но соседних групп — 2,50, между соседними подтипами — 5,00. Правомерности этих гра- даций -мы еще будем касаться далее. Затем вдоль каждой границы складывались произведения значений классификационного расстояния между парами гра- ничащих ландшафтов на длины отрезков общих гра- ниц. Таким образом, каждая граница получала свое значение контрастности. Из всего множества границ выбирались границы с максимальными значениями контрастности в качестве границ физико-географиче- ских комплексов. Полученная сетка выбранных подоб- ным образом границ рассматривалась как сетка фи- зико-географического районирования. При этом, чем выше была контрастность границы, тем более высоко- го ранга физико-географические комплексы она разде- ляла. Полученное районирование контролировалось тем, насколько существенно по внутренней контраст- ности различаются полученные физико-географические комплексы; проверка осуществлялась по статистиче- ским критериям. Сравнение выделенной сетки райони- рования с результатами, полученными традиционными методами, указывает на высокую перспективность ме- тода. Аналогичный метод выделения комплексов по ана- лизу контрастности был использован и при выделении физико-географических комплексов относительно низ- кого ранга на территории однообразных заболоченных равнин севера Западной Сибири. Недостаток рассмотренного метода, который, ве- роятно, еще скажется в практике исследований, — это
постановка во главу угла локальной >• контрастности. . Действительно, при оценке контрастности границ, т. е. при выделении физико-географических Комплексов, учитываются различия лишь непосредственно соседст- вующих ландшафтов. Но нетрудно представить два физико-географических комплекса, по периферии ко- торых развиты мало различающиеся между собой ландшафты. В этом случае локальная контрастность границ комплексов будет малой, хотя сами комплексы могут резко различаться. Пример можно найти хотя бы в той Же Тургайской столовой стране. Так, два комплекса — один в междуречье рек Тургая и Иргиза (однообразная супесчаная злаково-белополынная рав- нина; с врезанными озерами), другой — чуть севернее Иргиза (сочетание различных типов песков со злака- ми и полынями и вытянутых солончаков) —на грани- це различаются не очень сильно. Во всяком случае песчаная и супесчаная равнины на границе обуслов- ливают значительно меньшую контрастность, чем со- четание тех же равнин с озерами и солончаками внутри самих комплексов. Таким образом, локальная контрастность на границе комплексов меньше, чем внутри комплексов. Другой недостаток рассмотренного подхода, кото- рого мы уже касались в главе III, — это некоторая произвольность в задании классификационного рас- стояния. Действительно, почему расстояние между соседствующими видами ландшафта — 1,25? Почему между соседствующими группами — в 2 раза больше, чем между видами? Отвечать на эти вопросы гораздо труднее, чем их ставить. Но ведь от этих ответов за- висит сравнительная контрастность тех или иных гра- ниц, а значит, и сама сетка районирования... Таким образом, количественный анализ контрастности ланд- шафтных рисунков для целей физико-географического районирования хотя и перспективен, но обладает опре- деленными недостатками. На совершенно противоположных принципах по- строен третий путь использования анализа количест- венных характеристик рисунка для выделения физико- географических комплексов. В основе его лежит пред- ставление о целостности физико-географических комп- лексов, выступающих не конгломератом ландшафтов, а единой системой с взаимосвязанными свойствами отдельных элементов (Ивашутина; Николаев, 1972). Приемы количественного анализа при этом направля-
; ' ' ' > V • -<® 1 :". . .. ются на обнаружение ядра комплекса — районообра- зующей связки сопряженных между собой ландщаф- тов. Для поиска подобных сопряжений вычисляются характеристики ландшафтных соседств', прежде всего процент общих границ каждой пары? развитых на исследуемой территории ландшафтов (табл. 3, п. 34). Далее строится граф, где линиями соединяются ланд- шафты, которые постоянно граничат между собой. При этом граф распадается на несколько не связан- ных между собой агрегаций ландшафтов. Это и есть районообразующие связки. Ландшафты, входящие в каждую связку, образуют ядро района, по которому может быть выделен и сам район. Таким образом, анализ ландшафтного рисунка мо- жет быть использован в еще одном широком круге географических задач — физико-географическом райо- нировании. Применение количественных приемов ана- лиза позволяет приблизиться к объективизации дейст- вий районирования. Основными в настоящее время выступают три подхода к использованию количествен- ных характеристик рисунка — оценка неоднородности, контрастности, сопряженности ландшафтного строения территории. Интересно, что при решении и этого круга задач изучение ландшафтного соседства занимает одно из ведущих и перспективных мест. Конечно, использование анализа ландшафтных ри- сунков при физико-географическом районировании но- сит опытный характер. Остаются пока нерешенными многие важные вопросы. Путь их решения видится в. исследовании естественных закономерностей строения ландшафтного рисунка физико-географических комп- лексов. Но, несмотря на все эти замечания, анализ ландшафтного рисунка остается одним из самых важ- ных путей исследования проблемы физико-географи- ческого районирования, одним из наиболее перспек- тивных путей ее решения.
Наша работа завершена. , . Обрисованы основные понятия анализа ландшафт- ных рисунков. Описаны важнейшие процессы и фак- | торы, формирующие сложные и правильные природ- ные узоры, и дана попытка классификации многроб- | разня ландшафтных мозаик. Нашли свое место в ра- боте и разнообразные приемы количественного анали- | за ландшафтных рисунков; при всей своей пестроте I они укладываются в некоторую систему. Более или менее четко вырисовывается каркас за- кономерностей строения ландшафтных рисунков, объе- 1 ; линяющий в одно целое разнородные задачи. Этих закономерностей не так много, как бы хотелось, и исследованы они пока не до конца, но представляется | ясным: они составляют географическое ядро направ- - л ления. Особенно интересны количественные законо- мерности, справедливые для широкого спектра физи- ко-географических условий. Они позволяют прибли- зить анализ ландшафтного рисунка к математическо- му уровню. Особое освещение в связи с общими зако- номерностями строения получило остающееся во мно- гом загадочным свойство относительной самостоятель- ности геометрических особенностей ландшафтного ри- сунка. Более осязаемой стала такая трудноощутимая вещь, как ландшафтное соседство. Его можно анали- зировать количественно и моделировать с помощью цепей Маркова. Анализ приносит свои плоды — инфор- мацию о процессах эволюции и миграционных потоках на территории. Проблемы использования космической информации оказались более чем родственными анализу природ- ных мозаик — и дешифрирование, и индикация геоло- гических условий, и автоматизация дешифровочного процесса упираются в анализ земных узоров. Анализ ландшафтных рисунков позволяет получать информа- цию и о тектонических условиях, и о составе пород, и об идущих процессах. В поиски «формулы рисунка» упирается задача дешифрирования снимков с помощью
..‘С ’ . > IX индйкатг)ров>> Ш ческих условйй выливается в теоретическую проблему существования инвариантов ландшафтных рисунков. Обрисованы перспективы применения анализа рисун- ков ландшафтов для решения задач географического прогноза и физико-географического районирования. Многие вопросы остались незатронутыми просто потому, что решение их, мягко говорящие завершено. •Один из главных неисследованных вопросов — законы динамики ландшафтных рисунков. Возможен ли под- ход к систематизации ландшафтных рисунков как , к «географическим кристаллам» — с позиций геометри- ческой кристаллографии? Какие приемы анализа не только возможны, но и оптимальны при решении тех или иных задач? Необходимо резко (расширить список , изученных закономерностей строения и формирования ландшафтных рисунков. / Самое интересное и перспективное направление развития анализа ландшафтных рисунков — выявле- ние новых общих закономерностей строения ландшафт- ных рисунков, дальнейшее изучение факторов форми- рования ландшафтных рисунков, исследование дина- мики рисунков и построение их классификации. Особый интерес, с нашей точки зрения, представляет гипотеза о существовании инвариантов ландшафтных рисунков. Что-то в этой работе окажется неверным, что-то оправдается. Какие-то обрисованные направления исследования окажутся тупиковыми, какие-то, наобо- рот, развернутся с размахом, которого не предугадал автор этих строк. Многое будет видоизменяться, одна- ко основа, думается, сохранится... И это понятно, так как един объект анализа ландшафтных рисунков, его понятийный аппарат, це- ментирующие «сквозные» закономерности и, наконец, практическое приложение этой вьфаженной и четко ограниченной дисциплины, имеющей большую пер- спективу.
ЛИТЕРАТУРЫ Абишёв М. Н. Информационные''Меры плановой ландшафт- ной структуры горных физико-географических регионов ’ (на при^ мере Северного Тянь-Шаня). —Бюлл. Моск, об-ва испытателей ’ природы *. Отдел геолог., 1973, № 2. Алехин В. В. Комплексы и построение экологических рядов ассоциаций. — Бюл. МОИП. Отд. биолог., 1923—1924, т. 32, вып. 1-2. - ' 1 Анненская Г. Н. и др, Морфологическая структура геогра- фического ландшафта/Под ред. Н. А. Солнцева. М., 1962. Атаев Э. А. Смена растительных сообществ подгорной рав- нины Копетдага в связи с формированием гранулометрических и геохимических фаций пролювиальных отложений. — Экология, 1972, № 6. Афонская Л. Г., Сергеев А. И. Современные тектонические движения и их отражение в характере и степени заболоченности Западно-Сибирской равнины (на примере Васюганского При- обья). — Вести. Моск. гос. ун-та. Сер. Геол., 1970, № 4. Берлянт А. М. Картографический метод исследования. М., 1978. Бунге В. Теоретическая география. М., 1967. Викторов А. С. О некоторых возможных причинах комплекс- ности плато Устюрт. — Землеведение. Нов. сер., 1977, т. 12. Викторов А. С. Анализ и индикационная интерпретация ландшафтной структуры территории для целей инженерной гео- логии и гидрогеологии. Обзор. М., 1979.” Викторов А. С. Некоторые количественные закономерности строения ландшафтного рисунка карстового и суффозионного' ге- незиса и их индикационное значение. — В кн.: Значение биогео- графии для мелиорации: Сб. науч. тр. М., 1979а. Викторов А. С. Роль ландшафтного рисунка при экстраполя- ции индикационного значения эктоярусов природных территори- альных комплексов (на примере Тургайской страны). — Вопр. географии/Моск. фил. геогр. об-ва СССР, 1982, вып. 121. Викторов С. В. Использование индикационных географиче- ских исследований в инженерной геологии. М., 1966. 1 В дальнейшем М.ОИП,
Викторов С. В., Илюшина М. Г., Кузьмина И. В. Эколого У'ЁёнеТИЧ§й^;'рЯДН;$^ родных процессов. — Экология, 1970, № 6. . у . ных зон. М. — Л , 1906. / ' ./ '• Виноградов Б, В. Иерархия топологических единиц раститель- ного. покрова. — В кн.: Биогеография и география почв. Секция 4. Сб. науч,др. М;,"1976-.--. ; . ; ?. ,; . у '</; ; ДрЦтгра^сГв-'Д^'^., Ь пространственной структуре раститель- ного покрова.— В кн.: Современные проблемы биогеографии. Л. 1980. ; Воронова Г. И. Значение аэрофотометода при изучении мик- рбзападинных форм рельефа и факторов); определяющих их раз- витие (на примере северо-запада УССР).—-В. кн.: Вопросы комплексирования современных методов геологических исследова- ний: Сб. науч. тр. Воронеж, 1976. Востокова Е. А. Влияние погребенного рельефа на раститель- ный покров в пределах Джанадарьинской равнины. — Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1959, № 3. Востокова Е. А. Использование аэрокосмических фотосним- ков при гидрогеологических исследованиях в пустынях. М., 1980. Гвоздецкий Н. А. Основные проблемы физической географии. М., 1978. Глазовская М. А. Геохимические основы типологии и мето- дики исследования природных ландшафтов. М,, 1964. Глумов Г. А. К вопросу о морфологической структуре поч- венно-растительных комплексов. — Тр./Пермский гос. с.-х. ин-т, 1948, т. 12. Горбачев Б. Н., Зацепина Д. Я., Луценко А. Я. Опыт фито- индикации природных процессов в долине Дона. — В кн.: Ланд- шафтная индикация природных процессов.: Сб. науч. тр. М., 1976. Горбунова К. А., Полякова Г. Г. Морфометрические различия сульфатного и карбонатного карста. — Гидрогеология и карстове- дение. Пермь, 1975, вып: 7. Григорьев А. А. Космическая индикация ландшафтов Земли. Л., 1975. Гудилин И. С. Дешифрирование рельефа как индикатора эле- ментов геологического строения. — Тр. МОИП, 1970, т. 36. Гуревич Б. Л. Географическая дифференциация и ее меры в дискретной схеме.— Вопр. географии, 1968, вып. 77. Димо Н. А., Келлер Б. А. В области полупустыни. Саратов, 1907.
Задорожная Л: П. Связь формы карстовых воронок с веще- ственным составом карбонатнйх пород. — Вопр. карстоведения, 1970, вып. 2. Зятькова Л. К. Геоморфологические критерии поисков ло- кальных нефтегазоносных структур. — В кн.: История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока: Пробл. прикл. геоморфо- логии. М., 1978. Ивашутина Л. И., Николаев В. А. К анализу . ландшафтной структуры физико-географических регионов. — Вести. Моск: гос. ун-та. Сер. геогр., 1969, № 4. Ивашутина Л. И., Николаев В. А. Контрастность ландшафт- ной структуры и некоторые аспекты ее изучения. — Вести. Моск, гос. ун-та. Сер. геогр., 1971, №5. Ивашутина Л. И., Николаев В. А. Изучение контрастности ландшафтных сопряжений в целях обоснования физико-географи- ческого „районирования.— В кн.: Ландшафтоведение: Сб. науч. тр. М., 1972. Исаченко А. Г. Основы ландшафтоведения и физико-геогра- фического районирования. М., 1965. Карлин С. Основы теории случайных процессов. М., 1971. Киреев Д. М. Методы изучения лесов по аэроснимкам. Но- восибирск, 1977. Кривулин К. И., Любимов В. П. Об аккумулятивном рельефе морского и ледово-морского генезиса на севере Печорской низ- менности.— Геоморфология, 1971, № 2. Ландшафтный метод дешифрирования проявлений новейшей и современной тектоники для поисков погребенных нефтегазонос- ных структур. Л., 1971. Ласточкин А. Н. О формах проявления разрывных наруше- ний в рельефе Западно-Сибирской равнины и структурно-геомор- фологическом методе их обнаружения. — Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1969, № 5. Лукьянова С. А. Древние морские аккумулятивные формы Устюрта. — В кн.: Комплексные исследования Каспийского моря. М., 1976, вып. 5. Мазинг В. В. Что такое структура биогеоценоза? — В кн.: Пробл. биогебценологии {сб. ст.). М., 1973. Михайлов Н. И. Избранные лекции по физико-географическо- му районированию. Ч. 1. М., 1955. Можаева В. Г. Количественные показатели при геоморфоло- гическом дешифрировании аэроснимков аридной зоны. — Пробл. освоения пустынь, 1970, № 5. Москаленко Н. Г. Мозаичность некоторых фитоценозов севе- ра Сибири.— В кн.: Биогеография, 1969, вып. 3. Мяло Е. Г., Горяйнова И. Н. Индикация природных про- цессов и выявление тектонически активных участков. — В кн.:
Ландшафтная индикация природных процессов: Сб. науч. тр. М, 1976. Мяло Е. Г., Горяйнова И. Я. Динамика растительности бес- сточных впадин как показатель новейших тектонических движе- ний.— Вести. Моск. гос. ун-та. Сер. геогр., 1973, № 1. Невяжский И. И. Физико-географическое районирование Средней Сибири в связи с {решением проблем геологического де- шифрирования. Автореф. канд. дис. М., 1969. Николаев В. А. Об анализе структуры степных и полупу- стынных ландшафтов по материалам аэрофотосъемки. — Вести. Моск. гос. ун-та. Сер. геогр., 1975, №3. Николаев В. А. Мелкомасштабное ландшафтное картографи- рование. М., 1979. Новикова М. В. Результаты структурно-геоморфологических исследований в юго-западной части Чу-Сарысуйской синекли- зы. — /Тр. Всес. н.-и. геол.-развед. нефтяного ин-та, 1970, вып. 99. Новоселова И. В. Бессточные понижения Подуральского пла- то и их ландшафтно-индикационное значение. — Материалы Моск, фил. геогр. об-ва. Биогеография, 1970, вып. 5. Онищенко С. К., Сафронова Л. И. О причинах отсутствия связи между Комплексностью почвенного покрова и микрорелье- фом местности в Юго-Восточном Устюрте. — Почвоведение, 1974, № 11. Симонов Ю. Г. Географическое соседство и методы его. изме- рения.— Вести. Моск. гос. ун-та. Сер. геогр., 1970, № 4. Симонов Ю. Г. Однородность,, сортированность и их меры. — В кн.: Математические методы, в географии: Сб. науч. тр. Ка- зань, 1971. Степанов И. Н., Сабитова Н. И. Выявление по топокартам и аэрофотоснимкам форм естественных почвенно-геоморфологиче- ских тел. Классификация структур земной поверхности. Методи- ческие рекомендации. Пущино, 1983. Толмачев В. В. К вопросу о законе распределения диаметров карстовых воронок.— В кн.: Математические методы в геогра- фии. Казань, 1971. Федина А. Е. Физико-географическое районирование. М., 1973. Философов В. П. О значении порядков долин и водораздель- ных линий при геолого-географических исследованиях. — Вопр. морфометрии. Саратов, 1967, вып. 2. Фридланд В. М. Структура почвенного покрова. М., 1972. Фридланд В. М., Бубина Л. П., Караваева Н. А. и др. Изо- бражение мезоструктур почвенного покрова на почвенной карте СССР в масштабе 1 : 2 500 000. — В кн.: Структура почвенного покрова и ее значение для картирования почв, учета и использо-
?«идХУЯ <.Д: -. )' ДДДч. 1.ДдДДДДД ?- -нД-- •' фдДДД Д• >Д‘'.^:л ' \у > й® д ." . ,Д-. '.' / Д. Г . -' • Д'.Д : л .? - -.• --Д ДД ./ - •• < -'•• <= Л ' ' ' • > вания почвенных ресурсов: Сб. науч. тр. Кишинев, 1980. Фриш В. А. Торфяная тектоника. — Изв. Всес. геогр. об-ва, V 1978,№2. . ' ; ' • .. % Вгасоппе 8. 81гисШгез 1оро1о^дйе е1 сагЛ^гарЫе Лета- Ицие аиЛтайдие,—:Ви1. 8ос. Егапс. РЬо1о^гат., 1974. Соокз /. ТЬе Л1егрге1аНоп о! бгата^е райегпз т ^еотогрИо- 1о§у. —б. Сео^г. (8. АГг.), 1972, уо1. 3, Ы 10. ЕЛбе деоЬо!атдие без рйЛга^ез <1и зес1еиг оиез! би бёраг- 1етеп1 бе тёбёа бе 1а гёриЬКдие а1^епеппе бетосгаНцие е1 ро- ри!а1ге Iе рагНе (1ех1ез). Ес1. «Ыаоика»,' РШа1е бе Ьепт^габ. Еетп&габ, 1970. Оиу М. <3ие1дие рпщлрёз о! дие1дие ехрепепсез зиг 1а те1Ьобо1од1е бе 1а рйо1о-т1егрге1аНоп. Рапз, ТесЫвр, 1967, §гоирё 1. Наазе О.. О1е Агеа1з1гис1иг сЬбпзсНег КаШггаите. — Ре1. део^г. МШ„ 1976, Вб 120, И 2. Ьа Уа11е. Кагз! бергезз16п тогр1ю1о§у т 8оиб1 Сеп1га1 КепШску. — Оеодг. Апп., 1968, А-50, Ь1 2. Ыз( Р. Р. (^иапШаНуе ЕгГаззипд уоп К1иШ1е1г ипб ЕпЫаз- зегип^пек аиз бет ЬиНЬПб. —- ВИбтезз. ипб 1лб1Ы1б\уез„ 1969, Вб. 37, Ы 4. Ьоюгу й. С., 1епп1п§8 /. №. ТЬе ЫаПагЬог Кагз! АизкаНа. — 2. СеотогрЬо!., 18, 1974, Ы 1. . МаЪЬи1 1. А., У7оосИп§ Р. А. Апа1уз1з о! 1оп^11иб1па1 бипе раНегпз т Й1е погЛхуез1егп Зйпрзоп Везег1, Сеп1га1 Аиз1гаПа. — 2. СеотогрЬо!., 1983, 8ирр1етегбеб., 45. Ргий-Нотте Р„ У1§пеаих М. МеЛобез тогрко1од1диез е! тогрЬоз1гис!ига1ез аррНдиеез а Ге1ибе безгёзеаих Ьубго^гарЫ- диез би ВогбеЫз. Ыо1е ргёНт. — Кеу. Сеодг. Ругёпёез е1 8иб- <Эиез(, 1970, 41, Ы 1. риапШаНуе &еотогрЬо!о^у о! Ле бгата^е Ьазтз т Ле Сеп1га1 Ьит Ьазт ш Шез!егп Ка]аз1ап/С1ю5е В., Рапбеу 8., 8т&11 8., Ьа1 Спееза. — 2. СеотогрЬо!., 1967, уо1. 11, Ы 2. РапаШ Р., ЗсНеШеддег А. Е. А Лз! о! Ле 1оро1о$1са1 з!гис- Лге о! пуег пе1з. — Ви11. 1п1егп, Азз. 8с1еп1. Нубго!., 1968, уо1. 13, Ы 2. ВсКгеие Р. Ь. 81аНзНса1 1ату о! з(геат питЬегз. — б. Сео1., 1969, уо1. 74, И 1. Мс СоппеИ И., Нот /. М. РгоЬаЬШНез о! зиНасе кагз1.— !п: 8раНа1 Апа1уз!з т СеотогрЬо1о$у. Еб. Ьу СЬог1еу К. б. 1972.
ОГЛАВЛЕНИЕ 3 Введение Глава I 5 Понятие о рисунке ландшафта Глава II 26 Разнообразие рисунков Глава III 48 Количественные приемы анализа ландшафтных рисунков Глава IV 64 Закономерности строения ланд- шафтных рисунков Глава V 99 Ландшафтное соседство Глава VI 116 Рисунок ландшафта и информация из космоса Глава VII 152 На слу*кбе географического про- гноза Глава VIII 164 Путь к районированию 172 Заключение 174 Список использованной литературы
Викторов А. С. В43 Рисунок ландшафта.— М.: Мысль, 1986.— 179 с., карт., схем. 35 к. Одним из направлений современных географических исследо- ваний ландшафтов, где на помощь ландшафтоведению приходят аэрокосмические методы и математика, является исследование гео- метрических свойств ландшафта. Ландшафтный рисунок форми- руется под влиянием геологических и климатических факторов и отражает географическую историю территории. Большой интерес представляет анализ количественных характеристик природных' мо- заик, которые подчиняются своим специфическим закономерностям. Анализ ландшафтного рисунка может быть практически использо- ван при геологическом дешифрировании космических снимков, для географического прогноза, в процессе физико-географического рай- онирования и при решении других задач. о 1905020000-221 лл Б БК 26.82 004(01)-86 , 551.0
АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ ВИКТОРОВ РИСУНОК ЛАНДШАФТА Заведующий редакцией' Ю. О. 1Г натовский Редактор В, Н. Тихомиров Младший редактор Ю. С. Макаревич Оформление художника Е. А. Родионовой Художественный редактор А. И. Ольденбургер Технический редактор Т. Г. Сергеева Корректор 3. Н. С м и р н о в а ИБ № 2775 Сдано в набор 25.09.85. Подписано в печать 13.12.85. А03494. Формат 84ХЮ8’/з2. Бумага типогр. № 2. Высокая печать. Литературная гарнитура. Уел. печатных листов 9,66. Уел. кр.-отт. 9,99. Учетно-издат. листов 9,73. Тираж 30 000 экз. Заказ № 1953. Цена 35 к. Издательство «Мысль». Москва, В-71, Ленинский проспект, 15. Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 101898, Москва. Центр, Хохловский перо 7.