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: 14 из 30

3.5. Точки наблюдений, ключевые участки, пробные площади, учетные площадки, почвенные шурфы

Точки наблюдений. Наблюдения на точке дают основной поле­вой фактический материал при любом масштабе работ. Различают точки комплексных описаний — основные, картировочные, опор­ные и точки описания отдельных объектов и явлений (обнажений,

128

родников, участков развития дефляции и т.п.) — специализи­рованные.

Каждая комплексная точка характеризует фацию и ее положе­ние в системе единиц более высокого ранга — доминирующее в таком-то урочище, подурочище; субдоминантное; редкое; уникаль­ное.

Основные точки наиболее часто описываются при ландшафт­ном картографировании. Их выбирают в типичных местах с тем, чтобы добытые на точке сведения могли быть распространены на значительную территорию либо на небольшие, но часто повторя­ющиеся ПТК (на доминантные или субдоминантные природные комплексы). На основных точках делают описание рельефа, закла­дывают и описывают почвенный разрез и геоботаническую пло­щадку, фиксируют характер и степень увлажнения. При необходи­мости уточнения диагностики или характеристики почв отбирают их образцы; собирают для гербария незнакомые растения; опреде­ляют полное название фации; записывают некоторые другие дан­ные (см. приложение 7).

Картировочные точки также предназначены для картирования, I но это точки очень сжатых наблюдений и фиксирования материа-| ла в специальной сокращенной (картировочной) форме бланка , или же в полевом дневнике. Все записи на такой точке сведены до минимума. Для определения почвы делают лишь неглубокую при­копку. Фитоценоз записывают по доминирующим видам без зало­жения площадки. Картировочные точки служат для экстраполяции данных, полученных на основных точках, на аналогичные по внеш­нему облику участки крупного контура либо на другие подобные I контуры, где основные точки можно и не закладывать.

Опорные точки отличаются от основных и картировочных осо­бой подробностью наблюдений и описания. При большой мощно-. сти покрова рыхлых поверхностных отложений почвенный шурф может достигать глубины 3 — 5 м и сопровождаться ручным буре­нием на его дне (на основных точках это производится не часто). Но главное не это, а то, что опорные точки (их нередко называют ключами) используют для изучения геофизических и геохимиче­ских характеристик ПТК, позволяющих выявлять процессы функ­ционирования и динамики природных комплексов. На опорных точках, как правило, берут образцы на сопряженные анализы (почв и почвообразующих пород, растений, вод), дают качественную и количественную характеристику горизонтов, с особой тщательно­стью и детальностью производят все описания. При выполнении работ по методу Н. Л. Беручашвили производят качественное и ко­личественное описание каждого геогоризонта: крон деревьев, их стволов, корневой системы, кустарников, кустарничков, травя­ного покрова и его корневой системы, мхов, лишайников, поч­венных горизонтов и почвенной фауны, почвообразующих и под-

[ 5 жучком 129

стилающих пород, грунтовых вод. Однако это особый вид ланд-шафтно-геофизических, отчасти и ландшафтно-геохимических, исследований, разработанных Н.Л.Беручашвили и опубликован­ных в его трудах (1983 и др.), а также в учебнике Н.Л.Беручашви­ли, В.К.Жучковой (1997).

Порядок нумерации точек в каждой экспедиции может быть своим, но обязательно таким, чтобы исключалась путаница в соб­ранных материалах. Принятый порядок должен строго соблюдать­ся и при нанесении точек на карту, и в бланках, и в дневниках, этикетках, описях образцов. Во избежание путаницы не рекомен­дуется менять номера точек. Обычно полевым парам исследовате­лей выделяют свои десятки или сотни номеров. Если в экспедиции несколько отрядов, то у каждого может быть своя нумерация, но с добавлением перед номером первой буквы фамилии начальника отряда или другого индекса. Если же наложение номеров по ка­кой-либо случайности все же произошло, то лучше к дублиру­ющим номерам добавить буквенные индексы, чем менять сам но­мер. Пропуск в номерах не опасен, но может принести дополни­тельные хлопоты (поиск «исчезнувших» точек).

Поэтому все случаи пропусков номеров точек описания следует фиксировать на левой стороне страницы полевого дневника.

Ключевые участки, пробные площади, учетные площадки, поч­венные шурфы. Выбранные в процессе рекогносцировки ключевые участки исследуются более детально, чем остальная территория.

В практике комплексных физико-географических исследований, направленных в основном на ландшафтное картографирование, под ключевым участком подразумевается площадь, не связанная в своих рамках с границами ПТК. Он может иметь любую форму и располагаться в одном ландшафте или включать в себя участки других ландшафтов. Картографирование на ключевом участке про­изводится в более крупном масштабе и с большей подробностью описаний (почти все точки основные, а некоторые опорные). Ос­новное назначение ключевых участков — получение более точных и полных сведений о ПТК с целью их более глубокого познания и экстраполяции выявленных характеристик на менее изученные ПТК.

Пробные площади закладываются для изучения фитомассы дре-весно-кустарниковых растений. Их границы не должны выходить за пределы изучаемого ПТК.

Учетные площадки. На них производится укос травяной фито­массы и сбор мортмассы ветоши, валежника и подстилки. Форма площадок квадратная, размер — 1 х 1 м или 0,5 х 0,5 м; реже форма прямоугольная, а размер 1 х 0,5 м или 2 х 1 м. В простых ПТК иног­да закладывается по одной учетной площадке. Часто практикуется трех—пятикратная повторность. В пределах пробной площади учет­ные площадки закладываются в типичных или резко контрастных

130

I местах с повторностью, которая должна обеспечить достаточную

F точность наблюдений. Величина ошибки массы укоса не должна

К превышать 10 %.

Почвенные шурфы служат для описания почвы и отбора почвен­ных образцов, а также для определения влажности и других харак-

! теристик почвы, почвообразующей и подстилающей пород.

Для описания почвы закладываются шурфы размером 1,5 хО,7х

в х 1,5 м или 1 х 0,5 х 0,5 м. В горах выходы горных пород или большая каменистость почвы часто не позволяют углубиться даже до 0,5 м, тогда приходится довольствоваться прикопками глубиной в пер-

\ вые десятки сантиметров.

3.6. Комплексное физико-географическое описание

Комплексное физико-географическое описание необходимо при iландшафтном картографировании и профилировании, при созда-! нии карт и характеристик физико-географического районирова-|: ния и обобщающих монографий о природе тех или иных регио-' нов, при обосновании проектов различных видов природопользо-iвания и т.д. Мы остановимся здесь на полевых описаниях преиму­щественно для ландшафтного картографирования.

Основное время при этом уходит на описание фаций на точках наблюдений, для чего, как правило, используются специальные бланки (см. приложение 7). Уже в бланках обычно есть графы, час-{ тично раскрывающие окружение описываемой фации. Но и этого I бывает недостаточно для полной характеристики выделенных на | карте контуров обычно более высокого ранга, чем фация. Необхо-I димый материал дополняется (и фиксируется в дневнике) на этой же описываемой точке с использованием аэрофотоснимка и то­пографической карты, а также при переходе от одной точки к ; другой.

Охарактеризуем кратко основные методические приемы описа­ния фации на основной точке комплексных описаний.

Адресная и физико-географическая привязка. Наблюдения и опи­сания на точках начинаются с того, что их местоположение нано­сится на карту и обозначается номером. На карте рекомендуется ставить небольшой крестик, наиболее четко обозначающий поло­жение точки. Одновременно на аэрофотоснимке в соответству­ющем месте делается прокол тонкой булавкой, а на обороте снимка место прокола обводится карандашом, ставится номер точки и делается схематическая зарисовка ее положения по отношению к ближайшим ориентирам.

Для правильного нанесения на карту выбранной точки описа­ния необходимо хорошо ориентироваться на местности. На пер­вых порах на это нельзя жалеть времени, так как в спешке непра-

¹³¹

вильная ориентировка может свести на нет результаты целого дня работы.

Каждый бланк автор описания обязательно датирует и подпи­сывает. Для этого в бланке отведены специальные графы. Заполне­ние бланка производят простым карандашом или шариковой руч­кой. Ни одна графа бланка не должна быть пропущена. В некоторых графах могут быть проставлены прочерки или вписаны замечания «нет», «не достигнута», «не наблюдалась». Не должно быть только пустого места, так как впоследствии при обработке материалов пропущенные графы приводят к ненужным сомнениям и снижают ценность собранных материалов.

Записав на бланке дату и номер точки, нужно дать ее адрес, т. е. положение по отношению к двум постоянным ориентирам. Если направление и расстояние указывают от населенного пункта, то необходимо обязательно записать, от какой его части — центра, какой-либо окраины, водонапорной башни, если она показана на карте. Нельзя давать адрес, опирающийся на предыдущие точки. Ссылка на них может служить лишь дополнением к основному адресу. Нельзя также привязывать точку к непостоянным и нена­дежным ориентирам, например к полевым дорогам, которые час­то перепахиваются.

При крупномасштабном картографировании практикуется да­вать адресные данные по системе квадратов. При исследовании лесистой территории для адресовки удобно дополнительно исполь­зовать нумерацию лесных кварталов. В ряде случаев необходимо также давать административно-хозяйственную привязку (название лесхоза и лесничества, сельскохозяйственного предприятия, ад­министративного района, области и т.п.).

Если в бланке не отведено специальных граф, то дополнитель­но к адресу дают указания на принадлежность описываемой фа­ции к определенному генетическому типу поверхности, а по воз­можности и к типу (роду) ландшафта или к конкретному ланд­шафту.

Геологические и геоморфологические наблюдения. Общие сведе­ния о геологическом строении территории собирают еще в подго­товительный период из опубликованных и фондовых источников. Широко распространены геологические карты масштаба 1:200 000 и более мелких масштабов. На многие территории имеются мате­риалы крупномасштабной геологической съемки. Полевое описа­ние геологических обнажений (обычно в дневнике) носит вспо­могательный характер, но практикуется довольно часто (см. раз­дел 3.7).

Геоморфологические характеристики также могут быть получе­ны из опубликованных и фондовых источников, так как геоло­гические карты обычно сопровождаются геоморфологическими. Но обычно этого бывает недостаточно, и описание рельефа в поле

132

делают со всей тщательностью. Формы рельефа по своей размер­ности подразделяются на мега-, макро-, мезо-, микро- и нано-формы.

Мегаформы имеют площадь во многие сотни тысяч квадратных километров. К ним относятся, например, целые горные страны, такие, как Алтай, Урал и другие, или же Западно-Сибирская рав­нина. Макроформы имеют площадь от сотен до десятков тысяч квадратных километров (например, хребты и впадины горной стра­ны, возвышенности и низменности на равнине, долины крупных рек). Мезоформы могут занимать весьма различную площадь — от нескольких десятков квадратных километров до сотен и десятков квадратных метров, например междуречные поверхности, морен­ные гряды, долины ручьев, балки, овраги, озерные котловины, барханы, карстовые воронки, западины и т.д. Микроформы — это неровности, осложняющие поверхность мезоформ, например не­большие карстовые воронки, западины, эрозионные рытвины, кочки, выбросы кротов и т.д. Наноформы — очень мелкие неров­ности рельефа, например, приствольные повышения, рябь на по­верхности песчаной дюны, струйчатые размывы и т.д.

В бланке фиксируется положение точки в пределах макро- и мезоформы рельефа, но основное внимание обращается на описа­ние элемента мезоформы, в пределах которого заложена точка, и на микрорельеф. Сама характеристика макро- и мезоформ рельефа и представление об их генезисе не могут быть составлены по на­блюдению на одной точке. Первоначально они складываются в процессе предварительного ознакомления с литературой и топо-

i_{графическими картами, а затем путем ряда наблюдений на точках и по маршруту; фиксируются эти наблюдения в дневнике. Поло-

I жение точки по отношению к элементам крупных форм рельефа должно быть указано в бланке возможно более точно, например: плоская поверхность центральной части междуречья, горная вер­шина, вершина холма или увала, склон долины или междуречья (и какая именно его часть), основная поверхность террасы, высо-

|кая пойма, дно балки и т.д.

На практике чаще всего приходится иметь дело с наклонными поверхностями. Для них обязательны указания крутизны (в граду­сах) и экспозиции. При этом, если программой не предусмотрена особая точность, достаточно указывать экспозицию в восьми изме­рениях по странам света: западная, северо-западная, северная и т.д. Для равнинных стран наиболее употребимы следующие града­ции поверхностей по крутизне уклона (Н.М.Заславский, 1983):

Плоские (субгоризонтальные) 0—Г

Слабонаклонные равнины (очень пологие склоны) 1—3°

Склоны пологие (наклонные равнины) 3 — 5°

i Слабопокатые 5 — 7°

I

Покатые 7—10°

Сильнопокатые 10—15°

Крутые 15-20°

Очень крутые 20—40°

Обрывистые >40°

Для горных стран могут быть приняты иные градации:

Плоские и почти плоские поверхности 0 — 4°

Пологие склоны 4—10°

Покатые склоны 10 — 20°

Склоны средней крутизны 20 — 30°

Крутые склоны 30 — 45°

Очень крутые склоны 45 — 60°

Скалистые (обрывистые) склоны 60 — 90°

Кроме экспозиции и крутизны необходимо также дать описа­ние общей формы и характера поверхности склона (выпуклый, вогнутый, прямой, волнистый, террасированный, бугристый, испещренный рытвинами и т.д.), а также указать, в какой части склона расположена точка (верхняя часть, средняя, нижняя, у подножия склона, вблизи бровки). Положение точки на склоне при большой его протяженности не всегда легко определить без помощи карты. Что же касается остальных сведений о склоне, то их непосредственно получают в процессе полевого наблюдения и записывают.

В характеристике рельефа отмечают также абсолютную и (или) относительную высоту точки над местным базисом эрозии (по то­пографической карте или замеренную анероидом и вычисленную с учетом поправок). Абсолютные отметки всегда необходимы при работе в горах, где это имеет существенное значение при опреде­лении характера высотной зональности, и где высота нередко мо­жет служить одним из ориентиров для привязки точки.

Особое внимание обращают на описание микрорельефа. Необ­ходимо точно дать описание формы и характера распределения микроповышений, понижений, уступов, прибегая к количествен­ным определениям размеров и частоты встречаемости. Например, склон пересекают эрозионные рытвины шириной 1 —2 м и глуби­ной до 50 см; на участке склона длиной в 1 км их насчитывается до 30. Или: ровная поверхность испещрена западинами диаметром в 20—30 м, глубиной до 40 см; площадь, занятая ими, составляет около 20 %.

Указывая положение точки на элементе рельефа, необходимо уточнить, расположена ли она на относительно ровном участке или же в микропонижении (на повышении) и в какой его части (в центре, ближе к окраине). Для лучшей наглядности рекоменду­ется здесь же сделать небольшую схематическую зарисовку, иллю­стрирующую положение точки по отношению к элементам релье-

134

фа и микрорельефа. Нередко это предусматривается непосред­ственно формой бланка (отводится специальное место для за­рисовок).

Для более точного количественного определения размеров и частоты встречаемости микроформ прибегают к различным спо­собам. Если микроформы хорошо просматриваются на аэрофото­снимках, то на опорных точках (или же на некоторых основных) их можно измерить и приблизительно подсчитать прямо по снимку.

Можно проделать эту работу непосредственно на точке наблю­дения, применив метод линейной таксации. Он состоит в следу­ющем. Небольшую площадку, в средней части которой находится точка описания, пересекают параллельными ходами, на протяже­нии которых делают подсчет расстояний (обычно пар шагов), прой­денных по ровной поверхности и по микропонижениям (либо по­вышениям). Затем суммируют все расстояния, пройденные вне микроформы и по микроформам. Условно общая длина ходов бе­рется за 100 %, а доля ходов, приходящихся на ровную поверх­ность и микроформы, — за процент площади, занятой соответ­ственно ровной поверхностью и микроформами. Если микрофор­мы имеют линейную протяженность, то важно, чтобы ходы были заложены поперек этих форм.

В зависимости от необходимой точности наблюдения могут быть более или менее сложными. Можно, например, предпринять гла­зомерную или даже инструментальную съемку разбитого вокруг точки участка, и все дальнейшие расчеты производить уже по по­лученному крупномасштабному плану.

Однако чаще всего такая степень точности не требуется, и нет возможности уделять таким измерениям много времени. Следует с самого начала работы узнать длину собственного шага и выработать наиболее удобную систему измерения расстояний шагами с прос­тым пересчетом шагов в метры (например, пара шагов — 1,5 м или три шага — 2м). Удобно также сделать на полоске миллиметровой или клетчатой бумаги переводную масштабную линейку (шагов в метры), чтобы не делать всякий раз лишних вычислений. Подоб­ные линейки удобно также сделать для топографической карты и аэрофотоснимка, используемых в полевом исследовании, чтобы быстро переводить миллиметры и сантиметры карты или снимка в Метры и километры на местности. Следует также тренировать глаз На примерном определении расстояния, высоты, глубины, кру­тизны, площади тех или иных объектов. Это нужно не только при описании рельефа, но и в процессе всей работы, хотя злоупотреб­лять глазомерными наблюдениями взамен точных измерений так­же не следует.

Не следует применять слишком часто фразу: «Микрорельеф не Выражен». За ней нередко скрывается неумение или нежелание ви-Деть то, что есть в природе. Правда, на практике, микрорельеф и

135

нанорельеф описывают в одной графе бланка, но непременно с указанием размеров формы.

Необходимо, но далеко не всегда просто определить тип релье­фа территории, к которой относится точка описания. Следует, однако, избегать категоричного суждения о генезисе форм релье­фа, если нет убедительных тому доказательств.

Общие представления о генетических типах рельефа и о клас­сификациях форм рельефа можно получить из геоморфологиче­ских карт, из классического труда И.С.Щукина (1960, 1964, 1974), работ А.И.Спиридонова (1970, 1975, 1985), О.К.Леонтьева и Г.И.Рычагова (1979), Ю.Г.Симонова, С.И.Болосова (2002) и др.

Изучению современных геоморфологических процессов, ока­зывающих сильное влияние на функционирование и состояние природных территориальных комплексов, уделяется особое вни­мание. Наиболее распространенные из них — осыпи, обвалы, сели, снежные лавины, глубинная и плоскостная эрозия, нивация (обра­зование на склоне ниш вследствие длительного залегания снега), карстовые процессы, оплывание, солифлюкция, дефляция, деце-рация (оплывание дернины на склоне по мерзлому грунту), абра­зия и др. В бланке недостаточно указать только название геоморфо­логического процесса, необходимо дать его характеристику.

Фиксация режима миграции вещества, увлажнения. Полевые ланд-шафтно-геохимические исследования могут быть самостоятельным разделом комплексных физико-географических исследований. Одна­ко один из важнейших ландшафтно-геохимических показателей — режим миграции вещества, тесно связанный с рельефом, порода­ми и условиями увлажнения, — следует отмечать на каждой точке полного комплексного описания (см. раздел 2.5).

Увлажнение ПТК фиксируется в бланке (дневнике) двумя по­казателями — типом (характером) и степенью (интенсивностью).

Выделяются следующие типы увлажнения: атмосферное, грун­товое безнапорное и напорное (последнее в случае наличия на территории ПТК источника), натечное, или делювиальное (за счет поверхностного стока), пойменное (за счет половодий и паводков).

Очень часто источников увлажнения два или несколько, при этом атмосферное присутствует повсеместно и в случае наличия других типов и их большой значимости его можно не указывать. Например, писать «пойменное» или «грунтово-натечное» вместо «атмосферно-пойменное» и «атмосферно-грунтово-натечное».

Характер увлажнения в некоторых природных территориальных комплексах в течение года меняется и зависит от состояний. На­пример, при одних состояниях оно бывает атмосферным, а при других — пойменным.

Еще в большей степени, чем тип, может изменяться степень (интенсивность) увлажнения. В связи с этим различают: недоста­точное увлажнение — почва очень сухая; слабое — почва свежая;

136

формальное — почва влажная; обильное (или повышенное) — почва $еырая; избыточное — почва мокрая.

При фиксации степени увлажнения в момент наблюдения не-* обходимо оговаривать погодные условия, так как обычно сырая или мокрая почва может стать сухой в жаркий период, а сухая или свежая — мокрой или сырой после дождя. Это означает, что сле­дует отличать увлажнение в момент наблюдения от интегрально­го увлажнения, определяющего характер растительности и почвы.

Следует также обращать внимание на наличие свежих отложе­ний — аллювия, делювия, эоловых и др. и фиксировать результаты наблюдений в бланке или в дневнике.

При характеристике увлажнения дополнительно указывают так­же его режим: постоянное (устойчивое) и переменное (неустойчи­вое), а также глубину залегания грунтовых вод (верховодки) по появлению воды в стенке или на дне шурфа либо по близлежаще-;му колодцу, урезу воды в реке.

Описание растительности. Что раньше описывать — почвенный (разрез или растительность, не имеет особого значения, так как 1 оба компонента теснейшим образом взаимосвязаны и взаимообус­ловлены и зависят от рельефа, состава пород, увлажнения, мик­роклимата. Часто рытье шурфа рабочим и описание растительно­сти специалистом производятся одновременно.

Методические приемы описания растительности, как в сущно­сти и других компонентов, принципиально ничем не отличаются от приемов, употребляемых при соответствующих отраслевых ис­следованиях. Они могут быть лишь менее детальными, да и то не юсегда (в зависимости от программы работ).

С классическими приемами изучения растительного покрова и

биоиндикации можно ознакомиться по трудам Л. Г. Раменского

(1938, 1971), С.В.Викторова и др. (1979, 1981), С.В.Викторова и

■ А.Г.Чикишева (1990). Немало работ имеется по геоботаническому

■картографированию, например Д. Д. Вышивкин (1977).

На основной точке дается подробное описание ботанической площади. Для луговой или болотной растительности принятый раз­мер площади 100 м² или 10 х 10 м. Не нужно подходить к этому 'формально и стремиться во что бы то ни стало соблюдать квадрат­ную форму и указанный размер площади. Важно, чтобы она была По возможности близка к указанному размеру, а главное — распо­лагалась в пределах одной фации. Нельзя в одну и ту же площадь Включать обычный луг с мезофильным травостоем и мокрую запа­дину с осокой.

Описание травянистой растительности. Для выбранной пло-Щади составляется список растений, в котором обычно сначала Перечисляются злаки, потом осоки, бобовые, разнотравье. Однако Строгого порядка здесь соблюсти не удается, так как список не­прерывно пополняется новыми обнаруженными растениями.

137