Геотопологические модели как пространственно-экологические

Геотопологические модели, как и геоморфологические, включают три категории: описания, профили и карты. На основе систематики экотопов (ЭЕГД) может быть дана полная геотопологическая характеристика любого из них, которая осуществляется по единым стандартам с использованием универсального языка, предусматривающего отражение местоположений, согласованное для всех трех видов моделей.

При описании, например, составленном с использованием индексов, символ СЗ Р₆^а_^_₆^с Ф (+в, -т) обозначает экотоп (ЭЕГД), приуроченный к склоновой поверхности — подножию, отличающемуся выпуклой формой в профиле и вогнутой в плане, северо-западной инсоляционной экспозицией и фронтальным положением относительно влажных и холодных ветров. Его уклоны меньше крутизны вышерасположенной элементарной единицы и больше углов падения нижележащего элемента. Верхняя и нижняя границы описываемого экотопа относятся к одному виду — линиям вогнутого перегиба (1₆), но различаются контрастностью проявления в поперечном профиле (L^a и I^е);

Вся эта информация о местоположении экотопа изложена в приведенном символе. Она содержит однозначно понимаемые данные и представляет собой геотопологическую основу прогнозирования экологических свойств экотопа. К таким описаниям, осуществляемым для множества элементов в табличной форме, при необходимости (последующем определении корреляций геотопологических и характеризующих названные свойства параметров) добавляется количественная оценка показателей местоположений, замеренных в репрезентативных точках по внешнему контуру, а также их средние значения для экотопа (ЭЕГД) в целом. В другой части таблицы приводят значения географоэкологических и прочих параметров.

Под структурно-геотопологическим описанием понимается отражение не отдельных, субъективно выбранных элементарных единиц (обычно для последующего установления корреляций между их геотопологическими и географо-экологическими показателями), а целого ряда экотопов на профиле, дающего общее представление об их разнообразии, пространственных и прочих соотношениях, характеризующих состав и строение этой геоэкосистемы в целом. Данный ряд представляется в виде записи последовательно пересекаемых регистрирующей линиеи границ местоположении с их исчерпывающей геотопологической характеристикой и оценкой основных геоморфологических параметров.

Такая запись включает следующую информацию: а) вид СЛ — соответствующие ей цифры 1, 2, 5, 6 или 7, дополненные буквенными обозначениями а, b или с, проставленными с двух сторон от каждой цифры; б) форму в профиле ЭП (а-с, с—а, b — b) и соответствующий ей геотоп через виды ограничивающих его линейных элементов; в) относительные превышения (числитель, м) и горизонтальное проложение (ширина в знаменателе, км) каждого местоположения в скобках, дробь в которых отражает модули Н (х, у) и наклон которых показывает падение уровня ЗП; г) нормальную кривизну, определяемую по разнице значений этих модулей, отнесенной к горизонтальному проложению смежных геотопов; д) среднюю горизонтальную кривизну, знак которой и значение (численно равное отношению кратчайшего расстояния между двумя точками пересечения регистрирующей линией смежных морфоизограф к длине ближайшей к ней горизонтали) отражают форму («+ «— выпуклую, «—» — вогнутую, «О» — прямолинейную) в плане и степень этой кривизны, фиксируемые под рядом на профиле; е) абсолютную высоту или глубину, записываемые над верхними и нижними элементами; ж) индексы циркуляционной (Ф, Б, П) экспозиции по отношению к субгоризонтальным потокам, доставляющим тепло (+ Т) или холод (—Т), влагу (+ В) или сухость (— В), приносящим (+Л, +К) или выносящим (—Л, —К) минеральные массы (Л) и отдельные компоненты (К); з) индексы инсоляционной экспозиции (С, СВ, Вит. д.). Два последних индекса проставляются над записью ряда и относятся к местоположению, выделенному при выявлении естественной делимости ЛГО по латерали. Пример полного структурно-геотопологического описания представлен на рис. 45.

Рис. 45. Пример полного структурно-геотопологического описания (по А. Н. Ласточкину, 2002).

Различия между геотопологическим профилем и описанием заключается в том, что удобная для анализа и представления (а также сравнения с отдельными экологическими параметрами и данными о надлитосферных геокомпонентах) графическая форма информации на профиле в описании преобразуется в знаковую и числовую, лучше приспособленную для хранения, поиска и систематизации с помощью компьютерных технологий. Информативность как профиля, так и описания существенно зависит от направления линии первого и регистрирующей линии второго относительно структуры ЗП и ЛГП.

Геотопологический профиль включает гипсоили батиметрический профили ЗП с зафиксированными над ними выделенными линейными и площадными элементами. Профили строятся по произвольно или условно ориентированным (по отношению к структуре ЗП) линиям (например, при проектировании автомобильной или железной дороги, газопровода и других объектов, соединяющих удаленные друг от друга пункты и направленные вне зависимости от природной структуры ЛГО) либо в соответствии с одной из латеральных систем структурной координатной сети.

Особую роль геотопологические профили играют в исследованиях озер, морей и океанов, где они основываются на эхограммах и составленных по ним геоморфологических профилях. Для составления последних имеется программное обеспечение, осуществляемое на автоматическом уровне в полевых (набортных) и камеральных условиях.

Для суши на базе геотопологического профиля могут создаваться геологические, почвенные, геоботанические, ландшафтные и другие профили, на которых фиксируются, анализируются и используются связи местоположений разных категорий с находящимися в них ЭЕГД.

Геотопологическая карта должна включать полную характеристику местоположений (экотопов). Ее легенда дополняет принятые в геоморфологическом картографировании условные обозначения элементов ЗП, отражающие прежде всего гравитационную экспозицию знаками, характеризующими циркуляционную и инсоляционную экспозиции. Распределение изобразительных средств между этими тремя видами экспозиций зависит от возможностей (цветной или чернобелой) печати.

Пока еще сравнительно небольшой опыт картосоставительских работ в геотопологии позволяет рекомендовать отражение ингаляционной экспозиции в виде разноцветной штриховки черно-белой геоморфологической карты, построенной по системно-морфологическому принципу: синей ©, желтой (В), оранжевой (3), красной (Ю), а также в виде их комбинаций для других румбов (СВ, СЗ, ЮЗ, ЮВ). Толщина и тип (прерывистый, пунктирный и др.) штриховки отражают циркуляционную экспозицию, относя геотопы к фронтальным, боковым или подветренным. Геоморфологическая основа черно-белых геотопологических карт может быть упрощена путем исключения линий тока по ЗП, а штриховка и крап могут показывать характеристику циркуляционной и инсоляционной экспозиций.

Наряду с характеристикой всех видов экспозиций на геотопологической карте должна присутствовать роза-диаграмма ветров с отражением их частоты и скорости, указанием транспортируемых ими экологически значимых вредных компонентов, а также тепла и влаги. Для морей и озер на ней должны быть показаны направления или векторные линии течений с характеристикой их скорости и приносимых ими вредных веществ, тепла (холода), солености и других параметров перемещающихся водных масс.

В качестве одного из примеров предлагается построенная на основе геоморфологической карты, составленной по системно-морфологическому принципу (рис. 46), геотопологическая карта дна Баренцева моря (рис. 47). При характеристике циркуляционной экспозиции потребовалось знание направления как преобладающих ветров, так и вдольбереговых потоков наносов. Среди показателей гравитационной экспозиции на карте разной штриховкой отражено относительное вертикальное положение ЭП и соответствующих им экотопов. Учитывая особенности гидрологического режима и разные глубины волнового воздействия при спокойном море и штормах по этому показателю, местоположения (экотопы) разделены на инициальные (подверженные волнению любой силы и поставляющие материал вниз по склону), транзитные (склоновые, подверженные волнению при значительных и сильных штормах, а также связанные с течениями открытого водоема) и терминальные (нижние экотопы с неволновой аккумуляцией). В качестве других показателей гравитационной экспозиции на карте фигурируют горизонтальная кривизна (направление линий тока по ЗП) и крутизна (абсолютные величины уклонов). Данный пример демонстрирует возможности приложения геотопологического картографирования к территориям с самыми разными условиями рельефои ландшафтообразования.