Файл: Колбовский Ландшафтоведение.pdf

ние.  Одновременно  верхняя  часть  почвы  обедняется  элементами 

минерального  питания,  что  ведет  к  сокращению  мощности  кор-

необитаемого слоя и ухудшению режима питания растительности. 

Следовательно,  в  пределах  территорий  распространения  одних  и 

тех  же  видов  четвертичных  отложений  в  роли  ведущего  фактора 

формирования ландшафтов выступает мезорельеф.

Следует  понимать,  что  виды  ландшафтов,  являясь  последней 

ступенью  в  иерархии  типологических  единиц,  представляют  со-

бой первую и базовую ступень иерархии индивидуальной диффе-

ренциации  ландшафтной  оболочки  —  в  этом  диалектический 

смысл  взаимодействия двух рядов: типологического  и  индивиду-

ального.  «Типичность»  вида  ландшафта  практически  равна  нулю: 

опустившись  на  этот  уровень,  мы  сталкиваемся  с  «индивидуаль-

ным  и  неповторимым»;  мозаика  из  индивидуальных  ландшафтов 

составляет физико-географический район.

Общая  иерархия  геосистем  ландшафтной  дифференциации,  а 

также взаимоотношение типологического ряда ландшафтов с ин-

дивидуальными региональными единицами показаны на рис. 6.5.

6.2. 

Сущность, проблемы и алгоритм 

ландшафтного картографирования

6.2.1. 

Факторально-экологические матрицы и 

разработка легенды ландшафтной карты

Ландшафтное  картографирование,  пожалуй,  один  из  наибо-

лее сложных (если не самый сложный) вид географического кар-

тографирования. Ландшафтные  карты отображают закономерно-

сти размещения географических комплексов и их пространствен-

ную  структуру.  На  детальных  ландшафтных  картах,  выполня-

ющихся  в  масштабе  1:10  000  и  крупнее,  обычно  изображаются 

фации, на обобщенных крупномасштабных и среднемасштабных 

(в  масштабах  1:10  000—  1:1  000  000)  картах  —  урочища  и  мест-

ности,  на  мелкомасштабных  (мельче  1:1  000  000)  —  преимуще-

ственно ландшафты.

Составление  ландшафтной  карты  —  нетривиальная  задача,  ре-

шение  которой  предполагает  преодоление  целого  ряда  трудно-

стей.  Некоторые из них мы уже обозначили, однако  существует 

еще  одна,  заметно  осложняющая  составление  крупно-  и  средне-

масштабных  ландшафтных  карт  и  разработку  легенды  к  ним  — 

отсутствие  общепринятых  и  достаточно  подробных  классифика-

ций  ландшафтов  нашей  страны.  Между  тем  без  классификации 

невозможно  построение  легенды  ландшафтной карты.  Существу-

ют отдельные карты, выполненные для различных регионов спе-

циалистами с различными представлениями о ведущих факторах

227

ландшафтообразования, получающими более или менее адекват-

ное отражение в легендах к этим картам.

В  современном  естествознании  имеется  по  меньшей  мере  не-

сколько способов работы с многомерными факторными простран-

ствами, один из наиболее подходящих для наук о Земле — преоб-

разование  многомерного  пространства  в  матрицы.  Применение 

факторально-экологических  матриц  в  географии  известно  под 

названием  факторной  экологии,  одним  из  первых  примеров  та-

ковой  можно  считать  классические  работы  Л.  Г.  Раменского  по 

геоботанике [40].

Разработка  легенды  ландшафтной  карты  представляет  собой 

построение  ландшафтно-экологической  матрицы  как  модели  лан-

дшафтной оболочки. В самом деле, при крупномасштабных деталь-

ных  исследованиях  принимаются  во  внимание  все  компоненты 

ландшафтной  оболочки,  а  сама  матрица  строится  и  изменяется  в 

зависимости  от  обнаружения  новых  разновидностей  фаций,  уро-

чищ, местностей и ландшафтов. В этом случае матрицу можно рас-

сматривать  как  своеобразную  модель  ландшафтной  оболочки,  в 

которой  все  ее  компоненты  располагаются  не  в  реальном  геогра-

фическом  пространстве,  а  в  теоретическом  пространстве  факто-

ров,  представленном  в  виде  матрицы.  Такой  тип  моделей  ланд-

шафтной  дифференциации  можно  назвать  эколого-генетическим, 

а сама модель может использоваться для самых различных целей: 

для поиска ландшафтов, формирующихся в тех или иных сочета-

ниях  факторов,  для  группировки  сочетаний  условий  ландшафто-

образования,  что  зачастую помогает  определить  какие-либо  при-

кладные  свойства  ландшафтов  (устойчивость,  условия  миграции 

элементов  и  т.д.),  для  построения  аналоговых моделей экстрапо-

ляции (когда мы по одному из компонентов легко можем восста-

новить весь вертикальный срез ландшафта). И все же прямое на-

значение  факторально-экологической  матрицы  —  служить  леген-

дой ландшафтной карты.

Составление  ландшафтно-экологической  матрицы  предпола-

гает  последовательное  «включение»  различных  факторных  трен-

дов  ландшафтной  дифференциации,  характеризующих  геотопи-

ческое  («инситное»)  положение,  механический  состав  грунтов, 

характер  и  степень  увлажнения,  тип  почв,  характер  биоценоза, 

минерализацию  и  состав  почвенных  вод  и т.д. В  зависимости от 

субъективных представлений исследователей о дифференцирующей 

роли  тех  или  иных  факторов  строятся  матрицы  с  различным  на-

бором координат, отражающие по сути разные модели ландшаф-

тогенеза. Сведение их в единую матрицу — задача на сегодняшний 

день  практически  невыполнимая.  Кроме  того,  зачастую  при  раз-

работке карт и легенд к ним упускается из вида естественная смена 

ведущих  факторов  ландшафтной  дифференциации,  скажем 

«склоновые» тренды пытаются применять на территориях, где

228

смена урочищ вызвана сложной мозаикой четвертичных почвооб-

разующих пород.

Словом, сложностей составления легенды к ландшафтной карте 

так  много,  что  зачастую  сама  задача  воспринимается  как  невы-

полнимая,  но  это,  разумеется,  не  так:  достаточно  более  внима-

тельно отнестись к природе ландшафтов, использовать весь комп-

лекс  методов  (полевых,  дистанционных,  картографо-аналитиче-

ских), и верное решение будет найдено. Кроме того, следует учи-

тывать  ряд  «облегчающих»  работу ландшафтоведа  обстоятельств. 

Во  первых,  матрица  может  составляться  «шаг  за  шагом»  в  соот-

ветствии с генезисом территории и сменой ведущего фактора диф-

ференциации  на  разных  структурных  уровнях.  Последовательный 

учет  факторов  на  каждом  шаге  дифференциации  ландшафтной 

оболочки на структуры все меньшей размерности есть отражение 

(частный  случай)  операции  деления  общего  объема  понятий  на 

подмножества по определенному признаку в процессе классифи-

цирования. Таким образом, можно членить множество, т.е. ланд-

шафтную  оболочку,  постепенно  выстраивая  матрицу  и  прибли-

жаясь к финальной легенде, которая и будет наилучшим образом 

отражать  принятую  модель.  Собственно,  матрица  возникает  уже 

на  втором  шаге  классифицирования,  после  разделения  множе-

ства на таксоны по двум последовательно определенным призна-

кам. На последующих шагах классифицирования в результате со-

четания подмножеств двух-трех (или более) трендов мы получаем 

матрицу,  в  которой  обязательно  будут  «пустые  подмножества», 

т.е. поля, которым в реальной действительности ничего не соот-

ветствует. Это обстоятельство существенно разгружает финальную 

легенду  и  позволяет  совершать  последующие  шаги,  отбрасывая 

«ненужные классы».

Практически  не  существует  территорий,  являющихся  объек-

том для крупномасштабного картографирования, где одновременно 

действовали  бы  все  мыслимые  факторы  дифференциации  ланд-

шафтной оболочки. Однако и возможности построения матрицы в 

рамках  единой  таблицы  ограничены  трехмерным  координатным 

пространством,  поэтому  последовательный  учет  более  трех  фак-

торов  потребует  составления  дополнительных  «разветвляющих» 

таблиц. Последние будут представлять собой как бы окна, в кото-

рых  лучше  видна  детализация  и  дифференциация  ландшафтного 

покрова.

В предлагаемом ниже алгоритме построения легенды ландшаф-

тной  карты  координатами  матрицы  являются  следующие  факто-

ры:  генетический  тип  рельефа,  морфодинамическое  (инситное) 

положение, трофность субстрата, степень и характер дренирован-

ное™ геотопа.

При разработке матрицы для пойменных урочищ (или фаций) 

приходится дополнительно вводить факторы (и разрабатывать под

229

них  окна  матриц),  связанные  с  поемностью  и  аллювиальностью 

местообитаний.  При  картировании  фаций  длинных  склонов  по-

явится дополнительное окно с дробно разделенными местообита-

ниями эродированных и намытых почв и т.д.

Еще раз повторимся, работа над легендой ландшафтной карты 

есть  постепенное  последовательное  приближение  к  наибольшей 

точности  характеристик  для  наиболее  дробных  типологических 

выделов  (в  заданном  масштабе)  за  счет  корректного  представле-

ния о смене ведущего фактора дифференциации на каждом шаге 

классифицирования, т. е. на каждом шаге построения матрицы.

Исторически  крупно-  и  среднемасштабные  ландшафтные  кар-

ты создавались на основе полевой съемки (с широким использо-

ванием  аэрофотоматериалов);  мелкомасштабные  составляются 

путем генерализации среднемасштабных ландшафтных карт и от-

раслевых  карт  природы.  Однако  в  последние  годы  в  связи  с  раз-

вернувшимся  реосвоением  территории  страны  и  новыми  подхо-

дами к районной планировке, градостроительному планированию 

и  хозяйственному  (отраслевому)  проектированию  возникла  по-

требность в выполнении большого числа ландшафтных карт, ко-

торые являются основой так называемых 

ландшафтных планов. 

На 

ландшафтных планах естественная ландшафтная структура терри-

тории  реконструируется  для  целей  оптимального  (природосооб-

разного)  функционального  зонирования  и  выделения  правовых 

категорий земель с различными режимом использования. В резуль-

тате возникла ситуация, в которой прежние методы ландшафтного 

картографирования  —  наполовину  спорные,  наполовину  инту-

итивные,  требующие  привлечения  специалистов  высочайшего 

класса  и  не  доступные  для  массового  тиражирования,  —  уже  не 

удовлетворяли складывающимся реалиям (требованиям).

6.2.2. 

Метод «пластики рельефа» как основа

для составления «карты местообитаний» в классическом

ландшафтоведении и почвоведении

Представители классической школы ландшафтоведения тради-

ционно практиковали составление ландшафтных карт в три этапа. 

На первом, весьма трудоемком, составлялась так называемая пред-

варительная  карта  местообитаний,  на  которой  очерчивались  кон-

туры ландшафтных единиц различного иерархического ранга; за-

тем эта карта наполнялась содержанием в ходе полевых изыска-

ний  на  ключевых  точках  и  трансектах  («ландшафтных  ходах»  и 

«профилях»).

Составление  предварительной  карты  в  камеральных условиях 

основывалось  на  методе,  который  получил  наименование  «пла-

стика рельефа». Согласно методу пластики рельефа — 

визуальному 

поконтурному изображению рельефа — 

сначала на топографиче-

230

ской  основе  выделяются  речная  и  эрозионная  сеть  (оконтурива-

ются речные долины, овраги, балки, лощины). Участки междуре-

чий  разделяются  на  поверхности  с  разной  экспозицией,  крутиз-

ной, вогнутости или выпуклости склона в профиле и плане. Пред-

полагается,  что  выделенные  контуры  соответствуют  определен-

ным  ландшафтным  единицам,  так  как  характер  ландшафтообра-

зующих  процессов,  контролируемых  рельефом,  внутри  каждого 

контура  одинаков,  поскольку  однороден  рельеф.  Методом  плас-

тики  рельефа  виртуозно  владели  некоторые  (очень  немногие) 

ландшафтоведы  и  почвоведы;  однако  и  для  них  была  очевидной 

неоднозначность  визуального  выделения  контуров.  Поэтому  уже 

будучи  широко  распространенной,  методика  пластики  рельефа 

порождала множество нареканий и вызывала споры среди специ-

алистов (см., например, [6]).

По своей инструментальной сути метод пластики рельефа пред-

ставляет  собой  преобразование  континуума  изогипс  топографи-

ческой  карты  в  дисконтинуум  путем  соединения  точек  перегиба 

соседней  разновысотной  изогипсы  особой  линией  —  морфоизо-

графой. Морфоизографа проводится по точкам с нулевой кривиз-

ной,  которые  приходятся  на  точки  перегиба  горизонталей,  т.е. 

точку  перехода  выпуклого  участка  горизонтали  в  вогнутый.  Под 

выпуклыми и вогнутыми участками имеются в виду плановые де-

формации  горизонталей  —  выступы  («мысы»)  и  «заливы»,  нару-

шающие ее плавные очертания (рис. 6.6). Почти всегда эти точки

можно определить однозначно, лишь при пологих кривых требу-

ется  лекало.  В  практике  почвенного  и  ландшафтного  картирова-

ния,  не  получившей  по  сути  сколько-нибудь  широкого  освеще-

ния  в  литературе,  было  принято  вместо  лекал  использовать  ок-

ружности, которые вписывались в «заливы» горизонталей.

Метод пластики рельефа позволял, прежде всего, выявлять два 

типа структурных линий в рельефе: это линии тальвегов и линии 

ребер  склонов.  Кроме  того,  за  счет  анализа  плановой  кривизны 

горизонталей  удавалось  проследить  «складки»  склонов,  идущие 

вверх  по  рельефу  и  лишенные  признаков  постоянного  (руслово-

го)  или  эпизодического  (ручьевого)  стока:  ложбинно-лощинную 

сеть. Ложбинно-лощинная сеть определяется на топокарте от пер-

вого  «залива»  верхней  по  рельефу  горизонтали,  ограничиваясь  с 

боков  морфоизографой.  Трассировка  ложбинно-лощинной  сети 

была настоящей находкой для многих видов прикладного геогра-

фического  картирования,  и  прежде  всего  инженерно-геоморфо-

логического и почвенно-географического.  На обширных простран-

ствах «мягких» пластовых равнин ложбинно-лощинная сеть явля-

ется  серьезным  фактором  дифференциации  ландшафта,  опреде-

ляя условия увлажнения, питания и аэрации почвенного покрова. 

Вычленение  ложбинно-лощинной  сети  позволило  дифференци-

ровать однородные и, на первый взгляд, эрозионно нерасчленен-

ные  пространства  моренных  и  водно-ледниковых,  а  также  озер-

но-ледниковых равнин.

Однако,  как  мы уже убедились,  в  морфологическом  ландшаф-

товедении давно стояла и другая задача  — задача разделения эко-

топов (местообитаний) на склоновых катенах. Традиционный ме-

тод  пластики  рельефа  не  позволял  однозначно  дифференциро-

вать  такие  местообитания,  как  правило,  их  границы  выявлялись 

при  полевых  изысканиях.  Впрочем,  опытные  специалисты  рас-

членяли  склоны  и  «в  камералке»,  однако  делали  это  по  инту-

иции, следовательно, «на свой страх и риск» и достаточно произ-

вольно. При описании методики пластики рельефа некоторые ав-

торы  упоминали  о  необходимости  обращать  внимание  на  резкую 

смену  уклонов  в  продольном  профиле  склона,  и  все  же  остава-

лось  непонятным,  как  фиксировать  такие  границы,  и,  что  глав-

ное,  границы  переходов  не  считались  самостоятельными  струк-

турными  линиями.  Таким  образом,  анализ  структуры  ландшафта 

на  склонах  (которые,  заметим,  занимают  огромные  площади  в 

рельефе  «мягких»  равнин)  был  в  значительной  степени  затруд-

нен.

Практически  одновременно  метод  пластики  рельефа  попыта-

лись внедрить и почвоведении, распространив для этой цели еди-

ные рекомендации [43]. Обычно в почвенном картографировании 

применялось субъективное объединение выделов от первоначаль-

ного крупного до заданного среднего или мелкого масштабов с

232

выбраковкой  и  укрупнением  их  каждый  раз  за  счет  мелких  по 

размеру выделов. В результате из исходных двух-трех десятков вы-

делов  первичной  крупномасштабной  карты  на  конечной  (средне-

или мелкомасштабной) карте искусственно создавался один боль-

шой  по  площади  выдел  с  недостаточно  обоснованной  конфигу-

рацией. Для отображения состава почв при такой генерализации 

применялась сложная система индексов в виде сочетаний и комп-

лексов,  а  также  условных  знаков.  Это  сильно  затрудняло  чтение 

карты, поскольку основная часть информации на такой «лоскут-

ной» карте переносилась в легенду.

Использование  метода  пластики  рельефа  позволили  почвове-

дам перейти к при создании среднемасштабных почвенных карт к 

«бассейновому»  принципу  генерализации.  Последний  понимался 

как сохранение типических структурных черт территории посред-

ством узора,  который  образуется  сочетанием  гребне-килевых  эле-

ментов  рельефа,  полученных  в  процессе  последовательного  (от 

водораздела  до  тальвега  и  наоборот)  соединения  линий  точек 

нулевой кривизны горизонталей. Метод позволял однозначно раз-

делить  континуальное  изображение  территории  на  дискретные 

участки  площадей  повышений  (выпуклостей)  и  инвариантно  свя-

занных  с  ними  относительных  понижений  (вогнутостей).  Сохра-

няющееся  при  использовании  метода  пластики  на  разных  масш-

табах  графическое  подобие  основных  структурных  черт  террито-

рии  позволяло  не  только  узнавать  ее  (территории)  образ,  но  и 

устанавливать количественные пропорции площадей превышений 

и  понижений,  создающих  этот  образ.  Так  выяснилось,  что  коли-

чественное  соотношение  суммы  площадей  повышений  к  сумме 

площадей  понижений  для  генетически  однородной  территории 

остается  при  таком  методе  на  всех  масштабах  в  пределах  одной 

размерности  и  соответствует  закономерностям,  найденным  для 

фрактальных  структур, которые  лежат  в  основе  рассматриваемой 

генерализации.

Обычно при переходе от крупномасштабных карт (зримо фик-

сировавших связь рельефа и почвообразующих процессов) к сред-

нему масштабу контурность почв отделялась от контурности рель-

ефа  и  подвергалась  субъективным  преобразованиям.  По  методу 

пластики  почвенные  выделы  на  всех  этапах  генерализации  нахо-

дятся в границах однозначно выделенных форм и элементов рель-

ефа  с  постоянным  сохранением  пространственно-структурного 

соотношения их в пределах подобия геотопологических каркасов 

всех  уровней.  Объединение  почв  производится  не  простым  сли-

янием  более  близких  по  классификации  и  меньших  по  площади 

выделов  с  соседними  наиболее  крупными  (как  это  делается  по 

традиции),  а  путем  образования  общих  контуров  (и  комплексов) 

Для почв положительных и инвариантно связанных с ними почв 

отрицательных форм мезорельефа.

233

Таким образом, при использовании метода пластики на осно-

ве установления закономерностей географического распределения 

почв по элементам рельефа проводится последовательно (от мас-

штаба к масштабу) обобщение почв водораздельных пространств 

в один выдел, почв склонов — в другой, а понижений — в третий. 

При  необходимости  выделяются  более  дробные  выделы:  частей 

склонов и понижений (верхние, средние, нижние и т.д.).

Объявленный  «прогрессивным»  метод  пластики  рельефа  по-

зволял  хорошо  устанавливать  рисунки  почвенных  разностей  (со-

четаний),  например  древовидные  ложбинно-лощинные  структу-

ры, и выявлять степень гидроморфизма почв, что было важно для 

целей агрохозяйственного и мелиоративного проектирования. В то 

же  время  стали  появляться  интереснейшие  сведения  об  измене-

нии почвенного покрова на длинных склонах по результатам ис-

следований  различного  рода  линейных  техногенных  нарушений 

(траншей под трубопроводы, кабелеводы и т.д.). Полученные но-

вые данные произвели настоящую революцию во взглядах почво-

ведов на структуру почвенного покрова и характер залегания по-

чвенных «тел».

Однако  фиксация  границ  изменения  направленности  почво-

образующих  процессов  вдоль  длинных  склонов  по-прежнему  ос-

тавалось  камнем  преткновения  и  в  предложенной  методике.  От-

сутствие  адекватных  (и  однозначно  понимаемых)  способов  раз-

биения продольного профиля склона не позволило «пластике ре-

льефа»  стать  официальной  методикой  почвенного  картирования 

хозяйств. Почвенные карты по-прежнему составлялись на старой 

методической основе с выделением геометрических квадратных и 

прямоугольных «полевых» контуров.

6.2.3. 

Теория «рельефа поля» и возможности строгой 

интерпретации геотопов

Ситуация изменилась в последнее время, когда метод пласти-

ки получил развитие в теории «рельефа поля», в рамках представ-

лений о характерных точках и линиях земной поверхности, кото-

рые были разработаны сторонниками структурно-морфометричес-

кого  анализа,  предложенного  В.  П.Философовым,  и  разви-

ваемого  в  дальнейшем  В.  А.Червяковым,  И.  Г.  Черваневым, 

А. Н.Кренке и в последние годы А. Н. Ласточкиным [27].

Для  целей  экологического  проектирования  и  землеустройства 

наибольший  интерес  представляет  выдвинутая  А.Н.Ласточкиным 

геотопологическая  концепция, 

постулирующая  ведущее  значение 

пластики  рельефа  в  дифференциации  ландшафтной  оболочки  и 

предлагающая  строгий,  математически  обоснованный  подход  к 

элементаризации  структуры  ландшафтов  через  выделение  в  по-

следнем ряда элементов — характерных точек, структурных ли-

234

ний  и  элементарных  поверхностей.  В  центре  геотопологического 

подхода к анализу ландшафта — преставление о местоположениях 

(геотопах),  понимаемых  как  комплекс  физических  условий  мес-

та,  определяющий  другие  важнейшие  свойства:  обеспеченность 

теплом  и  влагой,  гравитационную,  циркуляционную  и  инсоля-

ционную экспозиции, направленность и интенсивность веществен-

ных и энергетических потоков в ландшафтной оболочке.

Метод  морфодинамического  анализа  был  детально  разработан 

А. Н. Ласточкиным в ходе исследования геоморфологии морского 

дна и предложен для «объективизации» геоморфологического кар-

тирования  на  суше.  Смысл  операции  морфодинамического  ана-

лиза  заключается  в  выявлении  в  пределах  геоморфологических 

поверхностей  элементарных  поверхностей  (ЭП).  В  роли  элемен-

тарных  геоморфологических  границ,  оконтуривающих  ЭП  сверху 

снизу  и  сбоку,  выступают  характеристические  или  структурные 

линии (СЛ). А. Н. Ласточкин предложил выделять четыре вида ха-

рактеристических линий:

•

линии ребер и тальвегов (первый вид); 

•

линии максимальных и минимальных уклонов (второй вид) — 

на суше обычно не фиксируются; 

•

линии вогнутых и выпуклых перегибов (третий вид); 

•

морфоизографы, оконтуривающие ложбинно-лощинную сеть 

(четвертый вид).

Наряду  со  структурными  линиями  в  рельефе  в  качестве  точе-

чных элементов («вершин») выявляются характерные точки  (XT), 

в  первую  очередь  максимумы  (вершины)  и  минимумы  (низины) 

рельефа. Таким образом, дискретизация земной поверхности по 

А. Н. Ласточкину заключается в фиксации всех видов структурных 

линий и характерных точек на профиле и (или) в ходе трассиро-

вания  их  на  карте;  эта  процедура  и  была,  собственно,  названа 

морфодинамическим анализом.

Разумеется,  далее  было  естественным  предположить,  что  гра-

ницы  элементарных  поверхностей,  определяемых  методом  мор-

фодинамического  анализа,  совпадают  с  границами  элементарных 

ландшафтов (фаций), поскольку ЭП характеризуются обычно од-

нородностью  основных  геолого-геоморфологических  и  климати-

ческих  факторов  (рельеф,  четвертичные  породы,  количество  и 

соотношение тепла и влаги).

Это  предположение  вызывало  многочисленные  возражения  в 

стане  ландшафтоведов,  особенно  представителей  классической 

школы. Как это часто бывает, многим показалось, что «все слиш-

ком  просто».  Разумеется,  были  (и  остаются)  и  более  серьезные 

возражения,  касающиеся  того  обстоятельства,  что  в  реальности 

дифференциация  ландшафтов,  основанная  на  принадлежности  к 

элементарным  поверхностям,  по  ряду  причин  далеко  не  всегда 

оказывается действенной, в первую очередь из-за сложности са-

235