методы исследований, книга. Высшее профессиональное образование

• Название: Высшее профессиональное образование
• Анкор: методы исследований, книга.doc
• Дата: 03.12.2017
• Размер: 11.53 Mb.
• Имя файла: методы исследований, книга.doc
• Тип: Документы; #10635
• страница: 1 из 30

ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В.К.ЖУЧКОВА, Э.М.РАКОВСКАЯ

МЕТОДЫ КОМПЛЕКСНЫХ

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Допущено

Министерством образования Российской Федерации в качестве

учебного пособия для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по географическим специальностям



УДК 910(075.8) ББК 26.82я73 Ж94^^

Рецензенты:

кафедра физической географии и оптимизации ландшафта географического факультета Воронежского государственного

университета (зав. кафедрой проф. В. Б. Михно);

проф. Н. И. Дудник (зав. кафедрой физической географии

и краеведения географического факультета Тамбовского

государственного университета им. Г.Р.Державина)

Жучкова В. К.

Ж94 Методы комплексных физико-географических исследова­ний: Учеб. пособие для студ. вузов / В. К.Жучкова, Э. М. Ра-ковская. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 368 с. ISBN 5-7695-1430-2

В учебном пособии кратко рассматриваются методы общенаучных и при­кладных комплексных физико-географических исследований природных территориальных (ПТК) и аквальных комплексов: ландшафтно-геохими-ческий и ландшафтно-геофизический подходы к их изучению, полевые исследования и картографирование ПТК, стационарные и полустационар­ные исследования, камеральная обработка материалов. Приложения со­держат фрагменты ландшафтных карт разных масштабов и их легенд, обра­зец бланка описания фации, эдафическую сетку, условные обозначения для полевого крупномасштабного ландшафтного картографирования, а так­же краткое изложение компьютерных методов исследования, список неко­торых электронных приборов.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по географи­ческим специальностям.

УДК 910(075.8) ББК 26.82я73

© Жучкова В. К., Раковская Э.М., 2004
ISBN 5-7695-1430-2 © Издательский центр «Академия», 2004

ПРЕДИСЛОВИЕ

Подготовка студентов к самостоятельным исследованиям про­исходит в процессе изучения разнообразных географических кур­сов, участия в семинарах, выполнения лабораторных и практиче­ских занятий, полевых учебных практик, а также самостоятельного знакомства с соответствующей литературой, работы над курсо­выми и дипломными темами. Тем не менее учебным планом гео­графических факультетов университетов предусмотрен специаль­ный блок дисциплин «Методы физико- и экономико-геогра­фических исследований». Содержание его несколько варьирует в зависимости от профиля кафедры.

Для физико-географов читается курс «Методы комплексных физико-географических исследований». Нередко он является ввод­ным, предваряющим другие курсы методической направленности (ландшафтное картографирование, аэрокосмические методы, ланд­шафтное планирование и др.) либо спецкурсы (мелиоративная гео­графия, рекреационная география, географический прогноз, ме­дицинское ландшафтоведение, геофизика ландшафта, геохимия ландшафта и др.), включающие соответствующие методические разделы.

Вводный характер данного курса определяет его структуру и содержание. Начинается он кратким изложением основных задач физической географии, этапов научного познания и развития его методов в физической географии. Затем следуют некоторые теоре­тические положения: объект изучения; классы задач, решаемых в процессе физико-географических исследований; ландшафтно-гео-химический и ландшафтно-геофизический подходы к изучению природных комплексов.

Основное внимание в курсе уделено методам и приемам обще­научного экспедиционного изучения природных территориальных комплексов (ПТК), кратко рассмотрены особенности организа­ции полевых исследований в различных природных зонах равнин и в горах.

Методы картографирования и описания ПТК довольно хорошо разработаны и считаются традиционными — это своего рода азбу­ка для начального формирования будущего специалиста. После того как общие черты структуры ПТК изучены, можно приступать к более сложным и специфичным геохимическим и геофизическим

3

исследованиям, позволяющим количественно характеризовать про­цессы, протекающие в ПТК, связи между отдельными элемента­ми и компонентами, а также связи одних комплексов с другими. При этом ландшафтно-геохимические исследования проводятся как в экспедиционных условиях, так и на стационарах и полустацио­нарах, методика их достаточно хорошо разработана и унифициро­вана. Что касается ландшафтно-геофизических исследований, то они проводятся почти исключительно на стационарах и полуста­ционарах. Организация их сложна, методики весьма различны, часто заимствованы из отраслевых географических наук. Раскрыть эти исследования достаточно глубоко в данном курсе не представляет­ся возможным. Они даются кратко в главе, посвященной стацио­нарным и полустационарным исследованиям.

Картографирование и описание ПТК являются основой для более глубоких и специализированных общенаучных исследований, а также различных прикладных разработок. Иногда эта последова­тельность нарушается и первоначальное изучение строения и про­странственного размещения ПТК производится одновременно с их геохимическим или геофизическим исследованием или при­кладными видами работ.

Прикладные физико-географические исследования имеют не­которые общие черты в организации, целях и методах исследова­ния. Для них характерны и общие этапы изучения — инвентариза­ция, оценка, прогноз, разработка рекомендаций. Однако не всег­да физико-географы проводят все этапы исследования: в зависи­мости от направленности прикладных исследований для опреде­ленных целей варьирует содержание исследований на том или ином этапе, повышенное внимание к определенным свойствам и осо­бенностям ПТК, глубина проработки материала, ранг изучаемых ПТК и т.д.

Рассмотреть все эти аспекты в рамках вводного курса сложно, поэтому прикладные исследования в пособии даются в довольно сжатой форме на примере некоторых из них. Особенности кон­кретных видов прикладных исследований обычно раскрываются в рамках особых научных дисциплин (агрогеография, мелиоратив­ная география, рекреационная география, медицинская геогра­фия, прикладные исследования для районной планировки и т.д.), читаемых в каждом конкретном университете в рамках региональ­ного компонента в зависимости от хозяйственной специализации региона, востребованности тех или иных исследований на местах, научных интересов преподавателей и т.д.

В учебном пособии В. К. Жучковой и Э. М. Раковской совместно написана глава 1 и составлен список литературы. В. К. Жучковой написаны глава 3 (кроме раздела 3.7, написанного А.И.Беляко­вым); разделы 2.5, 5.1, 5.2, 7.1, 7.2; заключение (совместно с Н.И.Волковой), составлены приложения 2 — 9. Э.М.Раковской

4

написаны предисловие, введение; главы 4, 6; разделы 2.1, 2.4, 2.6, 5,3, 7.3 — 7.7. Разделы 2.2, 2.3 и частично раздел 2.5 (катена) написаны Н.И.Волковой; подраздел 1.1 приложения 1 подготов­лен Н.И.Волковой, 1.2 — В.А.Караваевым.

Авторы выражают признательность сотрудникам географиче­ского факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, чьими консультаци­ями они пользовались, а также К.Н.Дьяконову, И.И.Мамай, В. А. Николаеву за конструктивные замечания.

ВВЕДЕНИЕ

В последней четверти XX столетия резко усилилось воздействие человека на природу. В этих условиях односторонний и недостато­чно комплексный подход к решению вопросов, связанных с при­родопользованием, приводит к большим, часто невосполнимым потерям, к возникновению конфликтных ситуаций и экологиче­ских проблем, обусловленных тем, что нагрузка на природу стала превышать допустимые пределы. Это породило проблемы взаимо­отношений человека и природы, достигшие планетарного масш­таба. Из них наибольшее беспокойство вызывают такие, как ис-черпаемость ресурсов продовольствия, сырья для промышленно­сти, загрязненность воды и воздуха, истощение земель, возник­новение локальных и региональных экологических проблем, об­щее ухудшение экологической обстановки, создающее угрозу су­ществованию человечества.

С целью поддержания экологического равновесия на планете Земля на пороге третьего тысячелетия была выработана междуна­родная концепция устойчивого развития. Россия входит в число стран, поддержавших эту концепцию. Экологическая доктрина Российской Федерации была одобрена распоряжением Правитель­ства РФ от 31 августа 2002 г. (№ 1225-р). В соответствии с этой доктриной природопользование, опирающееся на принципы устойчивого развития, должно обеспечить не только охрану приро­ды и качества окружающей среды, но и сохранение ландшафтного потенциала России (приказ министра природных ресурсов № 711 от 23 октября 2002 г.). Одной из важнейших задач сохранения ланд­шафтного потенциала России должно быть построение террито­риальной организации жизни общества, адекватной целям сохра­нения и использования ландшафтного потенциала.

Все виды деятельности человека приурочены к определенным территориям, иными словами, являются территориально органи­зованными. Характер этой организации зависит от того, какими ресурсами обладает территория и каковы условия жизни и дея­тельности человека на ней (экологические условия). А они, в свою очередь, обусловлены свойствами тех природных территориаль­ных комплексов (ПТК), из которых состоит данная территория. Особенности строения и функционирования тех ПТК, на которые направлено воздействие человека, определяют реакцию природы

6

на данное воздействие и возможности воспроизводства ресурсов. Поэтому организация охраны ландшафтов и рационального при­родопользования должна опираться на знания о ПТК, о взаимо­связях между слагающими их компонентами, о ресурсах, которы­ми они обладают, об их устойчивости к разнообразным воздей­ствиям человека. Для выбора оптимального варианта природополь­зования на любой территории надо хорошо знать природу во всем ее многообразии и сложном переплетении взаимосвязей, знать законы ее естественного развития и уметь предвидеть, будет ли сохраняться в процессе природопользования экологическое рав­новесие, будет ли исправно и плодотворно действовать вновь со­здаваемая природно-техническая система или неизбежны потери, возможно ли их предотвратить или уменьшить их размеры. Поэто­му комплексные физико-географические исследования, на­правленные на изучение природных территориальных комплек­сов, должны стать строгой научной основой проектирования лю­бого воздействия на природу во всех сферах хозяйственной дея­тельности.

Общенаучные физико-географические исследования, помимо непосредственного вклада в познание материального мира, созда­ют надежный фундамент для всевозможного вида прикладных ис­следований. Востребованность подобных исследований возрастает. Недаром в ряде европейских стран (Германия, Франция, Велико­британия, Нидерланды, Австрия, Испания, Скандинавские стра­ны) все большее развитие получает ландшафтное планирование как инструмент подготовки базовой информации для учета эколо­гических аспектов в различных видах территориального планиро­вания. Правда, в разных странах оно имеет различные названия и содержательные аспекты.

Возрождается потребность в прикладных физико-географиче­ских исследованиях и в нашей стране, о чем свидетельствуют ре­зультаты немецко-российского сотрудничества в области ландшафт­ного планирования в Байкальском регионе и интерес к ним, про­являемый в других регионах России. В основе ландшафтного пла­нирования должны лежать общенаучные комплексные физико-гео­графические исследования.

Выпускники географических факультетов университетов долж­ны быть готовы к решению сложных проблем взаимодействия че­ловека и природы, природы и общества, они должны овладеть теорией и методами науки. Наша цель — раскрыть содержание ме­тодов комплексных физико-географических исследований как неотъемлемой части общегеографических исследований, включа­ющих тесно взаимосвязанную триаду — природу, население, хо­зяйство.

ГЛАВА 1

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ФИЗИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ

1.1. Основные задачи физической географии. Этапы научного познания

Основные задачи. Главная цель физико-географических иссле­дований — познание географической оболочки Земли и ее струк­турных частей. Задачи исследований весьма разнообразны. Они мо­гут быть чисто научными: изучение процессов (флювиальных, ополз­невых, климатообразования, почвообразования и др.) и явлений (мерзлоты, заболоченности и т.д.), отдельных компонентов при­роды (рельефа, климата, почв, растительности и др.), их харак­терных черт, изменений в пространстве и во времени, взаимосвя­зи и взаимообусловленности с другими компонентами; установле­ние особенностей тех или иных компонентов, процессов и явле­ний на конкретной территории. Исследования могут быть направ­лены на изучение природы Земли как среды обитания человече­ского общества (природные условия) и источника природных ре­сурсов, влияния природы различных регионов на возможности тех или иных видов хозяйственной деятельности и обратного влияния хозяйственной деятельности на природу, а также на изучение антро­погенных изменений природы. Это — уже прикладные задачи.

Особое место в современной физической географии занимают комплексные физико-географические исследования, цель кото­рых — изучение целостных природных образований — природных территориальных комплексов разного ранга и разной степени слож­ности, созданных в результате взаимосвязи и взаимодействия раз­личных компонентов природы на определенной территории. Комп­лексные исследования обеспечивают возможность изучения сово­купного влияния природы на человека и ответных реакций приро­ды на вмешательство человека в ход природных процессов и исто­рически сложившиеся природные взаимосвязи. Эти исследования приобретают все большее значение в связи с резко возросшим воздействием человека на природную среду и возникновением угрозы экологической катастрофы.

На повестку дня наряду со ставшими уже традиционными при­кладными исследованиями встают такие направления, как оценка ресурсного потенциала, возможностей и ограничений хозяйствен­ного использования ПТК; ландшафтно-экологическая оценка их

8

состояния и прогноз развития; проектирование культурного ланд­шафта и т.д.

В данном курсе, посвященном комплексным физико-географи­ческим исследованиям, рассматриваются как общенаучные, так и некоторые виды прикладных исследований. Необходимо отметить, что разделение исследований на общенаучные (фундаментальные) и прикладные довольно условно. Вся история развития нашей на­уки связана с решением определенных практических задач, будь то открытие новых земель, изучение рельефа, источников пита­ния рек или выявление закономерностей размещения пушных зве­рей. Все прикладные исследования, образно говоря, являются над­стройкой над чисто научным изучением особенностей природы того или иного региона, так как именно они определяют возмож­ности и целесообразность развития определенного вида деятель­ности человека на конкретной территории и особенности его оби­тания. По сути дела, общенаучные и прикладные исследования — это различные стадии (этапы) изучения региона или проблемы.

По Б. М. Кедрову (1974), любая наука состоит из взаимосвязан­ных элементов, рассматриваемых в трех аспектах: предметном (что познается?), методологическом (как познается?) и субъективно-целевом (для чего познается?). В процессе развития она проходит стадии фундаментальных и прикладных исследований. В этом смысле физическая география не является исключением: развитие при­кладных исследований, расширяющих поле деятельности геогра­фов, является закономерным.

Этапы научного познания. Философы различают два уровня позна­ния — эмпирический и теоретический. К первому относятся:

1. 
   Наблюдение и составление протоколов наблюдения.
   
2. 
   Анализ протоколов наблюдения и нахождение эмпирических
   зависимостей (алгоритмов поведения).
   
3. 
   Нахождение по начальным данным и эмпирическим зависи­
   мостям поведения изучаемого объекта, т.е. предсказание.
   

Ко второму уровню относятся:

4. 
   Выработка основных идей и нахождение основных соотно­
   шений, лежащих в основе объяснения, т. е. формирование теории.
   
5. 
   Развертывание сформированной теории.
   
6. 
   Нахождение по эмпирическим зависимостям соответству­
   ющих утверждений теории, т.е. объяснение; в частном случае —
   нахождение по алгоритму поведения механизма системы, реали­
   зующей данный алгоритм.
   
7. 
   Процесс, обратный предыдущему, т. е. нахождение по теоре­
   тическим утверждениям эмпирических зависимостей, в частном
   случае — нахождение по схеме системы алгоритма ее поведения
   (Смирнов, 1964).
   

Отметим некоторые особенности двух выделенных уровней по­знания в современной физической географии.

9

Наблюдение и составление протоколов наблюдений и сейчас еще во многом традиционны. Н. М. Пржевальский вел полевой днев­ник; ведем его и мы, и, наверное, не лучше, чем это делалось во времена его путешествий по Центральной Азии. Не лучше, но иначе. Теория дала нам представление о природных территориальных комплексах, физическая география обрела в них объект исследо­вания. Значит, и программы современных исследований строятся на этом теоретическом базисе, и в дневник надо записывать не все подряд, а то, что имеет отношение к распознаванию объекта ис­следований в сложном переплетении природных и антропогенных явлений, к его характеристике как целостного образования, под­вижного (развивающегося), со сложной структурой и сложной системой внутренних и внешних связей. Дневника при этом оказа­лось недостаточно. Появились бланки с множеством обязательных для заполнения граф, ужесточились формы фиксации картогра­фического материала.

Недостаточно оказалось и самого экспедиционного поля. По­требовались стационары. Наземные наблюдения дополнились ди­станционными. Поток добываемой информации многократно воз­рос, и это заставило обратиться для ее обработки к счетно-вычис­лительным устройствам, а затем и к компьютерам. И все это при­сутствует уже на эмпирическом уровне, который сам до неузнава­емости изменился.

Создание классификаций, научно обоснованного районирова­ния, выявление наиболее общих закономерностей, присущих при­родным единствам, прогнозирование их естественного развития или направленного человеком преобразования — все это вопросы более высокого теоретического уровня познания по сравнению с непосредственным изучением и картографированием ПТК и пер­вичным выявлением природных взаимосвязей, свойственных эм­пирическому уровню.

Теоретическое осмысление результатов комплексных физико-географических исследований в настоящее время сильно возрос­ло, и это не случайно, это требование времени, связанное с науч­но-технической революцией и усилившимися коллизиями во взаимоотношениях между обществом и природой.

Имеет ли физическая география свою развернутую теорию? Такой вопрос, в частности, поднимал В. С. Преображенский (1972). Безусловно, да. Докучаевское учение о зонах природы; понятие об иерархичности природных комплексов; учение о географическом ландшафте и о глобальном, региональном и топологическом (локаль­ном) уровнях физико-географической дифференциации; представ­ление о Мировом океане как о природном аквальном комплексе высшего ранга; понятие о природно-техногенных системах или, еще шире, о взаимодействии природы и общества — все это и мно­гое другое есть составные части физико-географической теории.

10

Появились опыты теоретической разработки и моделирования процесса сложных междисциплинарных исследований взаимодействия общества и природы. Географы уже берутся за решение задач, свя­занных с прогнозированием поведения природных и природно-тех-нических систем. Физическая география, по-новому осознавшая объект своего исследования, получила широкие возможности для своего дальнейшего развития, для формирования новых теорети­ческих построений и выработки новых методов исследования, для все более широкого и многогранного развития прикладных физи­ко-географических исследований.

1.2. Развитие методов в физической географии

Метод науки — это «общий способ достижения адекватного и всестороннего отражения предмета исследования, раскрытия его сущности, познания его законов» (Б.М.Кедров, 1967). В каждой науке методы исследования формируются в процессе ее развития в зависимости от предмета и цели исследования, уровня развития теории, и в то же время сами способствуют дальнейшему разви­тию теории.

Множественность методов, используемых при научных иссле­дованиях, требует определенной их систематизации. Б. М. Кедров (1967) все научные методы в естествознании делит на три основ­ных группы: общие, особенные и частные.

Общие методы используются всеми естественными науками при изучении любого из их объектов. Наиболее общим методом иссле­дования природы является диалектический, который конкретизи­руется в двух различных формах: в виде сравнительного метода, с помощью которого раскрывается всеобщая связь явлений, и исто­рического, служащего для раскрытия и обоснования принципа раз­вития в природе.

Особенные методы тоже находят применение во всем естество­знании и не ограничиваются рамками одной какой-либо формы движения материи. Однако они касаются не всего исследуемого объекта в целом, а лишь одной определенной его стороны (явле­ния, количественной стороны и т.д.) или же определенных при­емов исследования, таких как наблюдение, эксперимент, измере­ние, индукция и дедукция, анализ и синтез, формализация, модели­рование и т.д.

Частные методы — это специальные методы, связанные со специфическим характером той или иной формы движения мате­рии (химические, физические, биологические, геологические). Одни из них применяются только в пределах отдельных естествен­ных наук, другие используются при изучении объектов в смежных науках, но на уровне определенной формы движения материи.

11

Таким образом, в основу классификации методов Б. М. Кедров положил степень их универсализации. В согласии с этим принци­пом мы можем предложить для методов комплексных физико-гео­графических исследований следующую классификацию:

общие, представляющие собой конкретизацию диалектическо­го метода, — сравнительно-географический и историко-географиче-ский {исторический);

особенные, используемые во всех географических науках, — картографический, математический, моделирования, прогнозирова­ния, районирования, эксперимента;

частные, применяемые во всех естественно-географических (физико-географических) науках, — геохимический, геофизический, палеогеографический, аэрометоды, космические методы.

Для экономико-географических наук характерен иной набор частных методов.

Рангами ниже являются специфические и конкретные методы (или простые методы и методические приемы). Они существуют как бы внутри общих, особенных и частных методов.

Специфические методы формируются в процессе решения опре­деленных научных задач и в последующем применяются для реше­ния задач данного класса. В комплексной физической географии это методы: ландшафтный, комплексной ординации, физико-геогра­фического районирования и т.д. Некоторые из специфических мето­дов комплексной физической географии могут использоваться и в других науках, но уже в виде определенных модификаций. Напри­мер, ландшафтный метод в виде ландшафтно-индикационного на­ходит все более широкое применение в геологии, географии почв, мерзлотоведении, гидрогеологии и т.д.

Конкретные методы — это составные части специфического метода, простые методы и приемы решения частных задач. Напри­мер, метод сбора образцов для ландшафтно-геохимических или других видов исследований, конкретные методы фиксации мате­риалов наблюдений или их обработки и т. д.

Множественность методов исследования порождает попытки их классификаций (Д.Л.Арманд, 1961, В.С.Преображенский, 1969, 1971, 1972 и др.). К. К. Марков особо выделял так называемые «сквоз­ные» методы — сравнительно-описательный, геофизический, гео­химический, палеогеографический, картографический и математи­ческий, применяемые во всех физико-географических науках.

Представляет известный интерес и его классификация методов физической географии по истории их становления. Различают ме­тоды: традиционные (сравнительно-географический, историко-гео-графический, картографический), зародившиеся на заре челове­ческой культуры; новые (геофизические, геохимические, аэроме­тоды), применяемые в физико-географических исследованиях с 30—50-х гг. XX в.; и новейшие (космические, математического

12

моделирования, геоинформационные и др.), появившиеся в фи­зической географии в 60 — 80-х гг. XX в.

Методы исследований динамичны. Каждый из них со временем приобретает новые черты. Набор применяемых методов существенно меняется на разных уровнях исследования — глобальном, регио­нальном и локальном. Меняется он и при решении конкретных задач физико-географических исследований.