Description:

"СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НАЗЕМНЫХ ЭКОСИСТЕМ. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ УДК 551.8 (571.5) МЕТОДЫ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ГЕОГРАФИИ В АНАЛИЗЕ ДИНАМИКИ ГЕОСИСТЕМ В.Б.ВЫРКИН, Л.А.ВЫРКИНА, Ю.В.ПОЛЮШКИН Институт географии СО РАН, Иркутск, vyrkin@irigs.irk.ru АННОТАЦИЯ Изменчивость состояний геосистем в эволюционной географии диагностируется методами аналогов, ведущего фактора и другими географическими исследованиями. Среди инструментальных наблюдений важное место занимают методы дендрохронологии. Более тонкие индикаторы причинно-следственных связей выявляются сочетанием ряда методов анализа. Любое научное исследование природно-антропогенных систем (экосистем, геосистем, ландшафтов) включает несколько этапов и конкретных "шагов" на каждом из них. Так, выбор цели, формулировку задач, рекогносцировку исследовательского полигона в натуре для выполнения условий типичности, репрезентативности объекта, поиск инструментария и методик, адекватных цели, построение гипотетической схемы факторальных взаимодействий в системе - это первый общенаучного плана этап, который логично назвать методологическим. Второй, собственно исследовательский этап, включает сбор информации о пространственной структуре объекта, в том числе линейных, объемных, массовых характеристики биоты и абиотических компонентов, а также результаты наблюдений за временной динамикой (поведением) элементов структуры, используя фондовые и опубликованные материалы, экспериментальные данные. В результате "шагов" этого этапа важно получить достаточно полное представление о диапазонах изменчивости характерных признаков среды и основных системообразующих элементов биоты с тем, чтобы по амплитудам оценить наиболее изменчивые факторы и чувствительные индикаторы для выбора самых информативных признаков динамики пространственно-временных структур. Одним из действенных инструментов поиска является сравнение общих амплитуд с диапазонами толерантности системообразующих биологических видов. Множество получаемых показателей может быть систематизировано по 4 группам факторальных составляющих изменчивости. Третий этап - это нормирование. Временные многолетние ряды наблюдаемых признаков, массовые замеры, т.е. обобщенные данные мониторинга, позволяют получить представление о средних, типичных и потенциально возможных для данной временной стадии величинах выбранного индикационного признака или признаков. Сравнение реальных, наблюдаемых в настоящее время величин с теоретической или эмпирической "нормой", выявление наибольших отклонений от нее, анализ степени синхронизации экстремумов и периодичностей в развитии биоты и среды позволяют выдвинуть гипотезу о причинности взаимосвязей среды и вида-индикатора. Четвертый, диагностический, этап включает выбор средств интерпретации выявленных взаимосвязей, экспериментальную проверку гипотезы (модели), выбор метода доказательства (идентификации, реконструкции, прогноза, диагностики состояния). Результирующий вывод может быть рекомендательным, отрицающим или утверждающим, т.е. отвечающим на сформулированную в начале цель. Изменчивость состояний геосистем от года к году и в циклах, по длительности не превышающих вековые, связана с непосредственными наблюдениями и сопоставлением характеристик биоты с показателями изменчивости неживых компонентов среды. Этот блок, пожалуй, включает максимальную информацию о поведении, фазовых состояниях, эндои экзогенных сменах, возрастных, структурных, функциональных сдвигах и тенденциях, позволяющих судить о причинах явлений, процессов, создавать модели поведения и управления, использовать ранее открытые законы в других пространственно-временных системах. Соответственно, методики и методология обогащаются за счет множества естественных наук (гидрология, климатология, астрофизика, дендрохронология) и постановки экспериментов в природе. Тем не менее прямых инструментальных наблюдений за показателями изменчивости геосистем во времени очень мало, ряды короткие, сеть пунктов весьма редкая и неравномерная, что вынуждает привлекать косвенную индикационную информацию. Использование данных спорово-пыльцевого анализа в сочетании с радиоуглеродными датировками дает возможность оценить основные тенденции изменения облика биосферы после трансгрессии ледников и переходов от озерных к лесоболотным и лесотундровым ландшафтам в голоцене. Однако скорости протекания процессов сукцессий на разных широтах существенно различаются. Более того, в пределах каждой природной зоны наблюдаются принципиальные различия не только в интенсивности метаболизма, но и в наборе ведущих процессов. Именно в этом причина противоречивости выводов, полученных разными исследователями в разное время на материалах одного региона: исследуемые объекты-индикаторы (разрезы, пробные площадки, модельные деревья, скважины) не сопоставимы с индицируемыми объектами (биоценоз, массив, зона, физико-географическая область). Важная задача анализа хроноструктур - выявление переломных моментов, качественных сдвигов, критических рубежей, пауз, модулей продолжительности процессов (характерного времени). Познание временных изменений процессов, поиск устойчивых закономерностей временного характера, упорядоченности событий во времени позволяет в дальнейшем переходить к прогнозированию хода процессов и учету его при хозяйственном освоении территорий. При прогнозировании развития процессов на первом этапе обязательно должно быть предусмотрено исследование внутренних механизмов функционирования, формирования хроноструктуры, саморазвития систем. Познание механизма реального протекания процесса позволит в дальнейшем стабилизировать или активизировать его в нужном направлении, т.е. управлять им. Ведущее место среди используемых эволюционной географией методов выявления последовательности событий, временной динамики ландшафтов прошлого занимают методы общей дендроиндикации, дендрохронологии и, в частности, наиболее отработанный и распространенный из них древесно-кольцевой анализ. Основное преимущество последнего - возможность точных датировок событий позднего голоцена, а также продления хронологий за счет ископаемой древесины. Продолжительность "жизни" деревьев, а также сохранность "летописей" намного выше, чем у других представителей биоты, хотя на фоне геологического времени точно датированные хроники по длительности сравнительно невелики. В нашем представлении дендрохронология не ограничивается вариантами методики анализа и интерпретации данных изменчивости радиального прироста деревьев. К ней логично отнести многие исследования, в качестве индикационной информации о прошлом использующие множество других признаков деревьев и древостоев (изменения формы ствола, кроны, корней; бонитет, его изменчивость во времени; семена, пыльца, остатки коры, древесины, угли; раны, следы пожаров, наводнений, лавин, селей на стволах и т.д.). Основное преимущество дендрохронологических методов - возможность точных датировок событий, а недостаток - незначительная продолжительность жизни большинства видов древесных растений относительно геологического времени. Региональная и топическая специфика естественных смен состояний геосистем во второй половине XX века особенно осложнилась в связи с интенсивным освоением лесных ресурсов и нефтегазоносных месторождений. В этой ситуации судить о количественных критериях устойчивого развития территории невозможно без всестороннего познания поведения природных объектов во времени, т.е. без изучения хроноструктур. В сочетании нескольких методов анализа событий и состояний в геосистемах прошлых эпох видится нелегкий, но единственно возможный путь поиска причинно-следственных связей прошлого, современного и будущего ландшафтов. Полученные материалы могут быть использованы в разработках прогнозов и мероприятий по охране природы. КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЭВОЛЮЦИИ И ДИНАМИКИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЮГА ЛЕНО-АНГАРСКОГО ПЛАТО А.В. БЕЛОВ1, Е.В. БЕЗРУКОВА23, Л.П. СОКОЛОВА1, А.А. АБЗАЕВА2,3, Н.В. КУЛАГИНА4 1 Институт географии СО РАН, Иркутск, belov@isc.irk.ru 2Институт археологии и этнографии СО РАН, Иркутск 3Институт геохимии СО РАН, Иркутск 4Институт земной коры СО РАН, Иркутск АННОТАЦИЯ Растительность является важным динамическим компонентом природных комплексов (геосистем) ЛеноАнгарского плато (юг Средней Сибири). Основные динамические процессы в ней вызваны антропогенными факторами, которые развиваются на фоне вековых эволюционных смен. Особенности современного этапа изучения растительности определяются представлениями о системной природе организации растительности как неотъемлемого важнейшего компонента ландшафтно-географической сферы, в значительной степени определяющего ее развитие и пространственно-географическую дифференциацию. Более детально роль растительности раскрыта В.Б.Сочавой (1978, 1979) при разработке им концепции учения о геосистемах, получившей широкое признание. Растительность, как в целом биоту, он определял не только как один из критических компонентов геосистемы, но и как важнейший фактор ее стабилизации, реализующийся с наибольшим эффектом при спонтанном развитии геосистем. Такой геосистемный подход позволяет подходить к растительности не только с позиции рассмотрения ее как самостоятельно развивающейся системы, обладающей определенной структурой, внутренней и внешней энергетикой самоорганизации, саморегуляции и развития, но и как неотъемлемой части (компонента) природных систем геосистем, независимо от их таксономического ранга и уровня географической размерности, от глобального до топологического. Последний, топологический, уровень организации растительности и геосистем в настоящее время привлекает особое внимание, т.к. на этом уровне решаются основные задачи выявления и сохранения биологического разнообразия." Ключевые слова: институт, установленный, пойма, показатель, контурный основа, природный основа, якутск, сукцессия, сибирь, неделя, возраст, физический система, размер, оценка, наука, влияние, пп, булуус, территория стационар, южный, тростниковый, исследование, степень, воздействие, птк, рост дерево, лесной экосистема, живой, тимофеев, глутаминовый кислота, фоновый, действие, улахан, экосистема, последний, однометровым ступень, состав, растительность, порода, изд, рана, наледь, возможный, разряд, модифицирующий фактор, работа, значительный, рис, улахан-тарын, центральный, древесный, скрипальщиков, флора, рубец, цель, новосибирск, антропогенный, литература, стадия, мочь, участок, природный, ствол, статистический, водный, ткань, протяжение, дешифрирование, классификация, природный ресурс, таксационный, лес, процесс, склоновый участок, динамический, ключевой участок, тип лес, возраст древостой, часть, изучение, сосна, геоботанический, использование, склон, биохимический показатель, ландшафтный, признак, диаметр, урочище, параметр, комплекс, пойменный лес, хронология склон, пыльца, голоцен, представленный, тарын, переход, береза шерстистый, условие, кромка наледь, рубцовый, биологический, качество, накопление пролин, результат, опыт, некроз, зиганшин, состояние, динамика, водный дефицит, содержание, учетный площадка, улахан тарын, дерево, экологический, насаждение, анализ, горный, притеррасный, вывод, элемент, режим использование, описание, линейный прирост, ступень, связь, геосистема, снижение, николаев, закономерность, вид, сукцессионный процесс, изменчивость, прирост, аминокислота, н ш, фаза, рисунок, современный, долина озеро, особенность, литология, лесообразующий порода, площадь, растительный, хронология, развитие, объем, ряд, территория, высота, этап, русло река, датировка, система, лиственница гмелин, западный, изменение, возрастной, бонитет, сообщество, фактор, режим, рост, использованный, растение, группа, фоновый древостой, уровень, сочетание, половина, значение, метод, экологический комплекс, древостой, загрязнить, дендрохронология, связанный, характер, лесной, использование индикационный, суховольский, тип, карта, минимум, стационар, растительный сообщество, время, подход, почва, ландшафт, случай, структура, среда, увеличение, основа, сукцессионный, сукачев, удк, соотношение, продуктивность, модель, задача, год, красноярск, потенциальный возможный, категория, предел, выявление, колесников, вечный мерзлота, зона, загрязненный древостой