Оценка перераспределения вещества и энергии и второе субстанциональное доопределение экотопов

Необходимость отдельной оценки перераспределения вещества и энергии (и прежде всего техногенного загрязнения) в ЛГО, связанного с гравитационной экспозицией местоположений — их положением относительно нисходящих потоков по ЗП и в ее ближайшей окрестности, обусловлена тем, что эти вторичные процессы играют не менее, а намного более важную системообразующую роль в конкретных геосистемах при суммарном распределении в них субстанции в целом и техногенных загрязнителей в частности. Примером этого может служить подчиненное рельефу ЗП перераспределение радионуклидов.

Морфодинамический анализ перераспределения субстанции и загрязнителей предусматривает раздельную оценку приходной и расходной частей баланса (см. табл. 38). Приходная составляющая определяется прежде всего положением экотопов по вертикали и вносящей в ее значения дополнительные коррективы их горизонтальной кривизной. Второй геотопологический параметр определяет линейную плотность потока. За счет концентрации потока на вогнутых в плане склонах и составляющих их ЭП она возрастает от верхних экотопов к нижним. На выпуклых экотопах плотность потока в результате его рассеяния в этом же направлении уменьшается. На выдержанных по простиранию (прямолинейных) экотопах Р отражающие его плотность расстояния между линиями тока не меняются. Приходная составляющая при этом возрастает вниз по склону лишь в зависимости от их положения по вертикали и протяженности каждой векторной линии, фиксирующей вдоль нее расход поверхностного и грунтового стока с определенной площади. В связи с этим в первом бонитировочном ряду (столбце) табл. 38 экотопы расположены в зависимости от их гипсометрического положения, но их вторичное загрязнение (или приходная составляющая в них) в отличие от первичного (см. табл. 37) возрастает в противоположном направлении — от верхних элементов рельефа и ЛГО к нижним. Для каждого экотопа, относящегося к одной из категорий, выделенных по гипсоили батиметрическому положению (кроме Р₊₅ и Р₆_), его три разновидности, установленные по форме в плане, составляют члены единого бонитировочного ряда, различающиеся только по горизонтальной кривизне.

Приходная составляющая в верхних — инициальных экотопах оценивается самым низким баллом (+ 1) или принимается за равную нулю. При этом естественно в расчет не принимается поступление вещества и энергии из окружающей среды. Быстрое нарастание баллов (от +2 до +13) характерно для собственно склоновых — транзитных экотопов в соответствии с их предполагаемым положением по вертикали относительно друг друга. Так же как и при оценке первичного распределения, эти взаимные соотношения могут сильно различаться при переходе из одного района в другой и зависят от разного строения ЗП. Нарастание баллов среди нижних — терминальных экотопов характеризуется меньшим диапазоном (от +14 до +18), и самый высокий балл по приходу отдается плоским днищам котловин и впадин. Присваивание одного и того же места в бонитировочном ряду для экотопов разных категорий (для Р₀_₅, Р₀_6, ^1−5 ^или Д^ля ^б-2> ^5−2> Лз-о) связано с неразличимостью этих элементов по взаимному положению по вертикали в их систематике.

Расход транспортируемого нисходящими потоками вещества контролируется прежде всего уклонами, определяющими скорость этих потоков. В этот контроль вносит свои коррективы зависимость расходной составляющей баланса от вертикальной или нормальной кривизны, обусловливающей их ускорение. Как уже говорилось, на вогнутых в профиле экотопах Р^с~^а скорости нисходящих по ЗП потоков уменьшаются по мере приближения к их нижним границам, и часть из перемещаемых компонентов при недостаточной крутизне может вообще не пересекать их. Выпуклая форма в профиле Р^а~^с, наоборот, способствует ускорению потоков и в связи с этим удалению материала за нижнюю границу экотопа в смежное с ним местоположение. Прямолинейные в профиле (линейчатые) ЭП Р^ь~^ъ не меняют скорость потока и поэтому не влияют на вынос компонентов за пределы экотопа.

Различия между расположением местоположений в первом и втором рядах в табл. 38 оправданы тем, что они, так же как и в табл. 34, расставлены в соответствии с разными геотопологическими факторами или критериями их систематики — Н (ху) и |Н'(х, у) |. Однако в данном случае эти различия носят более принципиальный характер, так как отражают значения в экотопах двух разных составляющих баланса вещества и энергии, транспортируемого вниз по ЗП и в ее ближайшей окрестности: в первом случае — его приходной, а во втором — расходной частей. Таким образом, в бонитировочных рядах (см. табл. 38) отражаются в баллах приходная и расходная составляющие баланса на одних и тех же экотопах, перечисленных сверху вниз в разной последовательности — в порядке уменьшения их высоты и увеличения крутизны. В том и другом случаях количество баллов или членов бонитировочных рядов различно.

Аналогичные коррективы в оценку расходной составляющей, так же как и горизонтальная кривизна в приходной составляющей, вносит форма экотопов в профиле. Меньшая протяженность бонитировочного ряда, составленного по расходной части баланса, объясняется тем, что многие экотопы неразличимы по основному (для оценки Р_расх) критерию их систематики — по значениям |Нх, у) |. К таковым относятся: а) привершинные (Р₀_₆ иР₅_₀), вдолькилевые (Р₅_₂) и вдольгребневые (Рi_₆) экотопы; б) одноименные выше названным, но более пологие экотопы (Р₀_₅, Р₆_₀, Р₆_₂, Р1−5); в) фасы и подножия, которые в отличие от уступов и площадок могут иметь близкие или равные уклоны. Плосковершинные верхние и нижние экотопы характеризуются нулевым расходом: первые — в соответствии со своими уклонами, а вторые — в связи с этим же обстоятельством и с тем, что расходовать им вещество и энергию посредством нисходящих потоков некуда. Учитывая, что выделение плосковершинных поверхностей связано с их относительной крутизной, зависящей от масштаба карты, на которой они выделяются, и данный критерий предусматривает возможные уклоны и сток (долины временных и постоянных водотоков) в их пределах, фиксируемые на более детальных картах и фотоснимках, на бонитировочных рядах, составляемых на конкретную исследуемую территорию, экотопы Р₊₅ могут занимать особое место — иметь свой балл, отличный от балла экотопа Р₆_.

Следует иметь в виду, что представленные выше бонитировочные ряды и таблицы носят общий принципиальный характер и демонстрируют возможности и логику подобных построений и анализа при качественной оценке распределения и перераспределения техногенного загрязнения в баллах. При использовании их в конкретном районе (регионе), как правило, выясняется, что из большого числа перечисленных в табл. 37 и 38 категорий экотопов в нем встречается лишь их малая часть, в связи с чем составленные для него бонитировочные ряды и таблицы могут быть менее громоздки, чем приведенные выше, включающие все возможные варианты (полную группу) экотопов за исключением сквозных. Наряду с этим местные бонитировочные ряды и таблицы могут быть существенно расширены за счет повторения одних и тех же категорий экотопов, расположенных в разных частях профиля ЗП, что должно учитываться и отражаться в них с помощью дополнительных индексов — штрихов.

Второе субстанциональное доопределение местоположений по отношению к перераспределяющемуся веществу и энергии, транспортируемому нисходящими потоками в ЛГО, так же как и первое доопределение, предусматривает указание геотопологических критериев, по которым составлены бонитировочные ряды для приходной и расходной составляющих баланса и место в них каждого экотопа, соотнесенного с общей протяженностью или с количеством членов соответствующего ряда. Значения; сопровождаются знаками «+ «и «—», указывающими на приходную и расходную составляющие баланса.

Например, второе субстанциональное доопределение экотопа Р₅^а_^-₆^С, основанное на его месте в бонитировочных рядах в табл. 37, выглядит следующим образом: {[Н (ху), Кг] — +0,3}; {[|ШХу) |, Н"(ху)]—0,9}.

Из определения следует, что если по приходной составляющей данный экотоп стоит на одном из первых мест, то по расходной части вещества он будет одним из самых последних членов соответствующего бонитировочного ряда. Подобные доопределения могут быть даны любому экотопу. И если соотношение приходной и расходной частей в приведенном в качестве примера местоположении — уступе соответствует ожиданиям, исходящим из его максимальной крутизны, то вторые субстанциональные дефиниции других экотопов могут быть самыми разными, в том числе далекими от предполагаемых характеристик.