Правила построения общенаучной ландшафтной карты. Ланлшафтно-геохимическая карта

Основные единицы ландшафтного картографирования и

Карта - это важнейший документ, отражающий процесс исследования ландшафтов конкретной территории. По качеству использованных землеустроителями тематических природных карт (почвенных, геоботанических, агроклиматических и др.) можно судить и о научном уровне предпроектного обследования земельного фонда. До сих пор при землеустройстве не составляют и слабо используют общенаучные ландшафтные карты, на которых природно-территориальные комплексы (ландшафты), даже если они распаханы или по ним проложены дороги, остаются природными комплексами и обособляются по ландшафтным признакам, а не по хозяйственному использованию. Такие карты служат наиболее полной комплексной естественной основой для проведения внутрихозяйственного и межхозяйственного землеустройства.

Общенаучная ландшафтная карта служит базисом, на котором можно создавать серию прикладных землеустроительных (узкоспециализированных) ландшафтных карт, например для целей механизации, осушительной мелиорации, ирригации, развития садоводства, агролесомелиорации и т. д.

Но в этом случае каждая специализированная ландшафтная карта для целей рационального сельскохозяйственного использования территории и проведения землеустройства должна оставаться ландшафтной, то есть объектами изображения на ней (картографирования) остаются в любом случае природные комплексы. Иными словами, разные виды прикладных ландшафтных карт для сельского хозяйства отличаются лишь интерпретацией фактического материала и группировкой природных комплексов.

В методическом отношении прикладное ландшафтно-сельскохозяйственное картографирование состоит из двух этапов: 1) выделение и нанесение на карту конкретного масштаба ландшафтных комплексов определенного таксономического ранга; 2) целенаправленная оценка (интерпретация) физико-географических данных для конкретных сельскохозяйственных целей и прогноз их изменения на расчетный период.

Общенаучные ландшафтные и прикладные ландшафтно-сельскохозяйственные карты подразделяются на мелкомасштабные, среднемасштабные и крупномасштабные.

Мелкомасштабные ландшафтные карты (1:4.000.000, 1:2.500.000, 1:1.000.000) составляют обычно для территории всей страны или крупных экономических районов. Основными единицами показа на них являются классы, подклассы, типы, подтипы и виды ландшафтов.

К классу относятся ландшафты, объединяемые наиболее значительными орографическими и геолого-геоморфологическими особенностями территории (горные и равнинные ландшафты).

Подкласс - более дробно дифференцированные подразделения внутри классов горных и равнинных ландшафтов (высокогорные, низкогорные, низменные и т. д.).

Тип ландшафта - обобщенное зональное объединение, присущее определенной природной зоне (лесостепи - лесостепной, степи - степной и т. д.).

Подтип ландшафта - более дифференцированное подзонально-провинциальное подразделение в пределах того или иного типа. Типы и подтипы ландшафта выделяют по особенностям биоклиматических показателей, главным из которых является соотношение тепла и влаги, определяющее тип почвообразования и характер растительного покрова.

Виды ландшафтов - объединения природных комплексов внутри подтипов, имеющие сходные черты рельефа, рельефообразующие породы и почвенно-растительный покров. Например, внутри подтипа южных степей в Казахстане различаются такие ландшафты: денудационно-равнинный с типчаково-ковыльной растительностью на темно-каштановых нормальных и солонцеватых почвах, озерно-аллювиально-равнинный с типчаково-полынными группировками на луговых солонцах, солончаках и др.

Для обоснования природно-сельскохозяйственных мероприятий при разработке областных, районных схем землеустройства необходима среднемасштабная (1:600.000, 1:300.000, 1:200.000) общенаучная ландшафтная карта. На основе такой карты могут быть разработаны схемы комплексного природного районирования для целей сельского хозяйства и сельскохозяйственной специализации, схема рекомендуемых природоохранных, мелиоративных и других мероприятий. Масштаб таких карт позволяет выделять и показывать ареалы ландшафтов в ранге видов, урочищ или типологически сходных групп урочищ.

Крупномасштабные ландшафтные карты (1:100.000 и крупнее) с показом на них морфологических частей ландшафта (фаций и урочищ) особенно важны при внутрихозяйственном землеустройстве.

7.3 Особенности полевой ландшафтной съёмки и составления карт

Если мелкомасштабные ландшафтные карты могут быть составлены камеральным методом, то средне- и крупномасштабные требуют проведения полевых ландшафтных исследований - полевой ландшафтной съемки . Специальной топоосновой для создания средне- и крупномасштабных ландшафтных карт служат топографические карты соответствующих масштабов, землеустроительные планы колхозов, совхозов или лесоустроительные планы лесничеств с рельефом в горизонталях, аэрофотопланы с горизонталями. Наличие аэрокосмофотоснимков даёт возможность нанести на карту различные формы рельефа, сельскохозяйственные угодья, водные объекты и т. д.

Первоначально в подготовительный период в масштабе будущей полевой съемки составляют ландшафтную карту-гипотезу. Она содержит, в зависимости от наличия материалов по району работ и степени изученности территории, почти все контуры будущей карты. Кроме того, по аэрокосмоснимкам могут быть выявлены и нанесены на карту-гипотезу некоторые природно-хозяйственные показатели (многие формы мезо- и микрорельефа, сельскохозяйственные угодья и др.). По ландшафтной карте-гипотезе намечают маршруты съемки и ключевые участки для комплексного исследования урочищ, фаций, направления ландшафтных профилей.

Полевой период по ландшафтному картографированию подразделяется на два этапа: рекогносцировочное обследование территории и собственно полевая ландшафтная съемка. Основные задачи рекогносцировочного обследования: общее ознакомление с территорией и характерными физико-географическими процессами с упором на выявление природных факторов и явлении, наиболее сильно ограничивающих сельскохозяйственное производство; уточнение пригодности легенды предварительной ландшафтной карты-гипотезы; ознакомление с современным состоянием использования земельных ресурсов конкретных видов ландшафтов; окончательный выбор ключевых (эталонных) участков, направлений профилей маршрутной съёмки.

Окончательный вариант ландшафтной типологической карты того или иного масштаба составляют по фактическим материалам, собранным и проанализированным в процессе предполевого этапа работ и полевой ландшафтной съемки. Первоначально, в зависимости от масштаба карты, проводят (или уточняют) предварительную классификацию морфологических частей ландшафта в типологические единицы разного таксономического ранга: в группы или типы фаций, урочищ. Отдельные фации, урочища группируют в типы по принципу однородности (сходства) ряда природных факторов: литологии, почвенного покрова и др.

По методу учёта комплекса ведущих факторов группы фаций и урочищ объединяют в соответствующие виды ландшафтов, отличающихся характером рельефа, почвообразующими породами и растительным покровом. Естественно, при составлении ландшафтной карты среднего масштаба неизбежна экстраполяция свойств видов ландшафтов ключевых участков на остальную территорию, не охваченную сплошной ландшафтной съемкой. Виды объединяют по признаку зональной принадлежности в подтипы и типы ландшафтов. Последние вместе с классами и подклассами ландшафтов составляют основное содержание мелкомасштабных обзорных ландшафтных карт.

Затем непосредственно на топографической основе масштаба составляемой ландшафтной карты уточняют границы типологических природно-территориальных комплексов соответствующих рангов, которым придается определенное картографическое изображение. Наилучшим способом следует считать цветной фон, так как он придает наибольшую выразительность карте. Тона красок должны несколько отражать содержание контуров. Например, целесообразно применять зеленые тона для лесных ландшафтов, светло-желтые и желтые - для полупустынных и пустынных и т. д.

Границы контуров целесообразно очерчивать линиями, расплывчатые границы, в отличие от четких, - пунктирной линией.

Важным и сложным вопросом при составлении окончательного варианта ландшафтной карты является разработка ее легенды. Анализ изданных карт показывает, что в некоторых случаях легенда превращается в довольно объемный пояснительный текст, когда в ней стараются показать весь синтез природно-географических отличительных особенностей данного контура. Наиболее приемлема текстовая легенда ландшафтно-типологической карты любого масштаба, отражающая три-четыре наиболее показательных признака: рельеф с материнскими породами, почвы и растительность. Более детальные характеристики выносят в текст.

На фоне контуров естественных видов ландшафтов можно обозначить дополнительными условными знаками (штриховкой, фоновыми значками) направление и степень хозяйственной освоенности ландшафта. Наиболее целесообразно вносить дополнительные элементы содержания на крупномасштабные и отчасти на среднемасштабные карты. На них должны быть достаточно подробно отображены гидрографическая сеть, горизонтали (на картах равнинных территорий), но без ущерба ландшафтной нагрузке, - чтобы их было легко читать. Текстовую легенду не следует слишком упрощать, указывая в ней только один какой-либо показатель ландшафта, например морфологический (балки, террасы и т. п.). Чрезмерно краткая легенда не отражает всей внутренней специфики ландшафтно-типологических комплексов.

Составление ландшафтных карт

При составлении ландшафтной карты широко используются:

ландшафтно-индикационное моделирование;

принцип фотоструктурного единства (при ландшафтном дешифрировании аэро-и космофотоснимков);

результаты электронной обработки дистанционных материалов;

анализ тематических карт природоведческого содержания и др.

Сохраняет свое определяющее значение ландшафтная съемка – полевой метод изучения и картографирования ландшафтов с установлением межкомпонентной ординации.

Очень острым является вопрос о качестве ландшафтных карт. По мнению И.И. Мамай (2004), созданные на основе имеющихся методик ландшафтные карты должны строго соответствовать следующим условиям:

в основу составления ландшафтных карт должна быть положена полевая ландшафтная съемка с выдержанной густотой точек комплексного описания, установленной для выбранного масштаба карт;

необходимо, чтобы ПТК, изображенные на карте в соответствии с избранным масштабом, отражали морфологическую структуру основной единицы и обнимающих их комплексов более высокого ранга;

в легендах карты должна присутствовать характеристика ПТК с описанием всех природных компонентов.

Только карты, отвечающие всем этим требованиям, могут быть названы кондиционными ландшафтными картами общенаучного типа.

Привлекаемые для разработки содержания ландшафтных карт тематические карты очень информативны. С помощью геологических карт анализируются структуры земной коры, глубинные разломы, породы четвертичного возраста. От состава вышеуказанных пород, являющихся материнскими почвообразующими породами, зависит формирование почв, одного из важнейших компонентов ландшафта.

Анализ рельефа на геоморфологических картах способствуют определению структуры геокомплексов, их границ и размеров. Изображенные на этих картах отдельные формы рельефа (карстовые воронки, конусы выноса, балки, овраги, западины и т.д.) являются самостоятельными геосистемами локальной размерности, и их границы определяют распространение элементарных ландшафтов.

Геоботанические и почвенные карты раскрывают многие динамические свойства ПТК. На этих картах показываются также изменения антропогенного характера.

При создании традиционных карт (на основе тематических) велика роль субъективных моментов, что связано с использованием для разных участков территории различных методов и привлечением множества исследователей. Кроме того, «возраст» использованных данных может измеряться годами и даже десятилетиями.

Для составления и обновления содержания ландшафтных карт успешно применяются дистанционные данные разного разрешения и с разных носителей. Аэро- и космофотоснимки способствуют определению закономерностей морфологии ландшафтов, их сопряженности, отраженной в рисунке фотоизображении.

Обладая высокой обзорностью, космические снимки дают основание судить о ландшафтах как структурных составляющих физико-географических провинций и зональных областей. Построение средне- и мелкомасштабных ландшафтных карт по дистанционным материалам теперь куда менее трудоемко, чем ранее, и выполняется в более сжатые сроки. Но главное многократно повышается достоверность карт.

Часто ландшафтная карта настолько насыщена материалом, что становится трудночитаемой. Эта проблема в настоящее время решается методами геоинформационного картографирования, созданием ГИС (геоинформационных систем), с помощью которых можно по желанию быстро и автоматически накладывать ту или иную нагрузку на имеющуюся контурную основу. При этом контурная часть базируется на ландшафтной основе и является единой для ряда отраслевых карт. Такой метод еще до внедрения ГИС-технологий был удачно использован при создании атласа Алтайского края.

С середины 1990-х гг. геоинформационные технологии стали приобретать большое значение в качестве инструмента познания и управления окружающей среды. Методика геоиформационного картографирования разработана и постоянно совершенствуется рядом авторов: Н.Л. Беручашвили (1992), П.А. Барроу (1996), А.М. Берлянт (1997, 2001, 2005), И.К. Лурье (2000), Н.В. Коновалова, Е.Г. Капралов (1997), В.В. Хромых (2000), К.Н. Дьяконов, А.В. Дончева, (2002) и другими авторами.

Электронных ландшафтных карт в России создано пока еще мало, в основном они крупномасштабные. Пример электронной среднемасштабной ландшафтной карты – ландшафтные карты Республик Мордовии, Татарстана (1:200 000), Тверской области (1:500 000), Приморского края (1:500 000).

Изданные карты и атласы и в настоящее время, и еще долго будут иметь самостоятельное значение наряду с электронными картами.

Оформление ландшафтных карт

В оформлении ландшафтных карт единство отсутствует. Стандарты не выработаны, точнее, «не узаконены». Наилучшим способом следует считать цветной фон , так как он придает наибольшую выразительность карте для передачи информации.

Цветовые различия стараются сочетать с природными особенностями ландшафтов. При мелкомасштабном картографировании оранжевыми и красными цветами обозначают ландшафты аридных областей (рис. 52) , а зелеными и синими – образования северных таежных ландшафтов(рис. 51) (И.П. Заруцкая, Н.В. Красильникова, 1989).

Склоновый тип местности – красный, розовый;

Плакорный тип местности – светло-коричневый;

Пойменный тип местности окрашивается зеленым;

Надпойменно-террасовый тип местности окрашивается в желтый цвет.

Если есть подразделения среди перечисленных типов местности, то их окрашивают в тот же цвет, но более насыщенным тоном.

Штриховые и значковые обозначения обычно имеют подчиненное значение. Часто с помощью систем штриховок показывают антропогенные преобразования ландшафтов.

Независимо от характера оформления карты рекомендуется сохранять на ней соответствующую легенде оцифровку выделенных контуров (см. рис. 25) . Это необходимо потому, что цветовая окраска или одноцветная штриховка может оказаться обманчиво близкой для разных комплексов (к тому же краски со временем могут выцветать), и чтение карты без индексов в контурах будет затруднено.

Контурное оформление с оцифровкой дает широкие возможности для разработки на их основе отраслевых природных или же прикладных карт. Незаменимы они также в полустационарных, экспедиционных исследованиях состояний ПТК – на них наносятся данные наблюдений.

Кроме перечисленных способов оформления ландшафтных карт, используют разнообразные значковые изображения. Значками можно показать субдоминантные ПТК малых размеров, не укладывающиеся в масштаб карты.

12.3.3. Типы легенд ландшафтных карт и их содержание

Удобство использования карты в большой степени зависит от того, как построена ее легенда. Известны разные способы построения легенд для ландшафтных карт. Наиболее типична традиционная текстовая (описательная) форма с условными знаками в виде одной колонки и текстовыми пояснениями к ним.

Наиболее приемлема текстовая легенда ландшафтной карты, отражающая три-четыре наиболее показательных признака: рельеф с материнскими породами, почвы и растительность (см. рис. 19) .Более детальные характеристики выносят в текст. Текстовые легенды чаще используют для мелкомасштабных ландшафтных карт на сравнительно небольшие по площади регионы с малым набором видов ПТК.

1 – моренные холмы с еловыми зеленомошно-черничными лесами, злаковыми лугами, пашней на дерново-слабо- и среднеподзолистых и слабоглееватых супесчано-суглинистых почвах; 2 – озовые гряды с сосновыми лишайниково-кустарничковыми лесами, пашней, на дерново-слабо- и среднеподзолистых песчано-супесчаных почвах; 3 – камы с сосновыми лишайниково-кустарничковыми, реже еловыми кустарничково-зеленомошными лесами на дерново-слабоподзолистых песчаных почвах, пашней на дерново-слабо- и среднеподзолистых супесчано-суглинистых почвах; 4 – ложбины стока с озеровидными расширениями, пушистоберезовыми осоковыми лесами, низинными гипново-осоковыми болотами на торфяно-болотных почвах, злаковыми и мелкоосоковыми лугами на дерново-глееватых и глеевых почвах; 5 – плоская пойма со злаковыми гидромезофитными лугами на дерново-глееватых и глеевых почвах

Для практических целей на обширные по площади территории более пригодна легенда, в которой приводится развернутый перечень показателей (включая элементы климата, условия увлажнения, почвы и т. д.). Такую легенду рационально строить в табличнойилисхематичной формах (табл. 6, схема 14) . Еще в 20-е г. XX в. авторы первых ландшафтных карт (Б.Б. Полынов, И.В. Ларин) строили легенды к ним именно в табличной форме – очевидно, исходя из удобства практического использования.

Ландшафтные карты различают по масштабу, категории отображаемых объектов и содержанию.

1. Типологические. Объектами такихландшафтных карт служат типологические комплексы – типы урочищ и фаций, типы местностей, типы ландшафтов, классы ландшафтов.

2. Региональные. На картах отображены региональные комплексы, составляющие объект физико-географического районирования – районы, провинции, зоны, страны, пояса.

3. Регионально-типологические. Показывают совмещенное размещение типологических и региональных комплексов.

По масштабу ландшафтные карты делят на три основные группы:

1. Мелкомасштабные – 1:1 000 000 и мельче.

Большинство известных ландшафтных карт, на которых представлены собственно (индивидуальные) ландшафты , имеют масштабы от 1:1 000 000 до 1:2 000 000. Более мелкомасштабные карты могут отобразить лишь типологические группы ландшафтов, а не каждый в отдельности.

2. Среднемасштабные – 1:500 000 – 1:100 000.

Главный объект среднемасштабных карт – местность.

3. Крупномасштабные – 1: 50 000 и крупнее.

Ландшафтное картографирование равнинных территорий на фациальном уровне чаще всего проводят в сверхкрупных масштабах от 1:100 до 1:500, не мельче 1:2 000. Подурочища хорошо изображаются в масштабах 1:2 000 – 1:10 000. Урочища изображаются на картах масштаба в интервале от 1:10 000 до 1:50 000.

Ландшафтные карты делятся по содержанию (тематике) на общенаучные и специальные (прикладные).

Универсальный характер общенаучных ландшафтных карт, дающих наиболее полный синтез природных условий территории, определяет широкие возможности их практического применения. Общенаучные ландшафтные карты могут служить основой для составления прогнозных карт, на которых отражаются ожидаемые изменения географических комплексов в результате хозяйственной деятельности человека.

Прикладное ландшафтное картографирование базируется на основе ландшафтных карт общенаучного содержания. При этом создаются различные прикладные ландшафтные карты:

- сельскохозяйственные (агропроизводственные, мелиоративные);

- рекреационные;

- градостроительные;

- инженерно-ландшафтные;

- медико-ландшафтные;

- ландшафтно-экологические и др.Ландшафтное картографирование для целей сельского хозяйства

Основная цель физико-географических исследований для целей сельского хозяйства – комплексное изучение земель и их оценка для разработки агротехнических приемов использования земель и их мелиорации, для землеустройства сельскохозяйственных мероприятий, для полного кадастрового учета земель и т.д.

Составлено множество разномасштабных карт физико-географического районирования и ландшафтного картографирования для целей сельского хозяйства. Они опубликованы в виде иллюстраций к статьям и отдельным монографиям («Физико-географическое районирование центральных черноземных областей», 1961; «Физико-географическое районирование нечерноземного центра», 1963 и др.), а также в некоторых географических атласах.

В 1966 г. А.Г. Исаченко составил карту сельскохозяйственной оценки ландшафтов Северо-Запада Европейской части СССР на основе ландшафтной карты той же территории (рис. 37).

Рис. 37. Сельскохозяйственная оценка ландшафтов Ленинградской, Новгородской

и Псковской областей:

I. Наиболее благоприятные: 1 – равнины на карбонатных безвалунных суглинках с кратковременно-избыточным увлажнением; 2 – равнины на карбонатных валунных суглинках, преимущественно хорошо дренируемые.

II. Относительно благоприятные: 3 – равнины на карбонатной морене, слабодренируемые; 4 – равнины на бескарбонатной морене и двучленных наносах, слабодренируемые; 5 – равнины на ленточных глинах, слабодренируемые; 6 – равнины на супесях и песках, преимущественно дренируемые;

III. Малоблагоприятные: 7 – равнины песчаные, слабодренируемые; 8 – холмистые моренные возвышенности с пестрой сменой почв, материнских пород и гидротермических условий, с эрозионной опасностью и мелкоконтурностью земель; 9 – холмистые камовые возвышенности с участками песчаных равнин, с частой сменой условий увлажнения и мелкоконтурности земель; 10 – сельговые ландшафты с гранитными грядами и слабодренированными ложбинами; 11 – озерные заболоченные поймы; 12 – преимущественно болотные равнины.

Теплообеспеченность ландшафтов: а – относительно высокая, б – средняя, в – низкая, г – очень низкая

В границах природных комплексов производилась агрогеографическая оценка территории Башкирии (Ф.А. Максютов, 1963), Воронежской области (Ф.Н. Мильков, К.А. Дроздов, 1966; М.В. Гончаров, А.И. Нестеров, Н.Г. Петров, 1969), Черновицкой области Украины (Я.Р. Дорфман, Э.М. Раковская, 1975) и другие.

Геохимический ландшафт представляет собой сложную природную систему, состоящую из подсистем или элементарных ландшафтов. Каждому ландшафту присущи определенные условия миграции и концентрации химических элементов, типы радиальной (в вертикальном профиле ландшафта) и латеральной (в пространстве) дифференциации веществ. Потоки вещества в ландшафтах имеют важное системообразующее значение и определяют их миграционную структуру.

Хелатогенез - образование и накопление в ландшафтах ненасыщенных подвижных органоминеральных соединений железа,алюминия, марганца с фульвокислотами и бурыми гуминовыми кислотами.

Кальцитогенез - образование и накопление кальцита, формы его проявления весьма разнообразны. Кальцит накапливается в клетках живых организмов, в растительных остатках, осаждается на дне водоемов. Кальцитогенез сопровождает процессы выветривания и почвообразования.
Галогенез - аккумуляция легкорастворимых солей.

Глеегенез - процесс, протекающий в ландшафтах с водозастойным режимом, проявляется в образовании восстановленных соединений железа, марганца и других элементов с переменной валентностью.

Геохимические ландшафты речных долин своеобразны, поэтому, кроме интенсивности биологического круговорота для их характеристики, используется интенсивность водообмена, связанная с гидрологическим режимом рек, длительностью периодов половодья, зимней и летней межени. По соотношению миграции и аккумуляции в долинах реки разделены на горные и равнинные, а также дельты.

Таким образом, каждый тип геохимического ландшафта, описывается большим набором показателей. Например, ландшафты южнотаежных равнин (), формирующиеся на рыхлых четвертичных отложениях, характеризуются замедленным водообменом, очень высоким потенциалом миграции, умеренно-интенсивным биологическим круговоротом с биопродукцией 11–16 т/га/год, запасами фитомассы 300–400 т/га, содержанием органически веществ в почвах 150–200 т/га, с кислым и кислым глеевым классом водной миграции и близким соотношением контрастности R и L миграционных потоков. Преобладает интенсивная водная миграция, характерны процессы детрито-, хелато-, глее- и оксидогенеза.