Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Система мерзлотнык почв Забайкалья

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Система мерзлотнык почв Забайкалья

Количество страниц	290

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	24282.doc

Содержание	Содержание Введение...3 Глава 1. Современные представления о почвенном покрове и картографическом методе исследований...8 Глава 2. Создание картографической информации... 15 2.1. Пространственно — временная организация ландшафтов Витимского плоскогорья в плейстоцене и голоцене...15 2.2. Пространственная организация факторов почвообразования Еравнинской котловины...18 2.2.1. Геология и геоморфологическое строение...19 2.2.2. Климат и многолетняя мерзлота...24 2.2.3 .Гидрография...34 2.2.4. Растительность...34 2.2.5. Классификация геохимических ландшафтов...38 2.3. Пространственная организация почвенного покрова на разных иерархических уровнях...43 2.3.1. Морфология, состав и свойства почв...44 2.3.2. Пространственная организация почвенного покрова...71 а) бассейновый - макроуровень...72 б) катенный - мезоуровень...77 в) микрокатенный - микроуровень...98 г) нанокатенный - наноуровень... 103 Глава 3. Анализ картографической информации...108 3.1. Информационно-картометрическая оценка связей в системе «ПОЧВА-КЛИМА Т» на регионально-экологическом уровне... 112 3.2. Информационно-картометрическая оценка связей в системе «ПОЧВА-СРЕДА» на топоэкологическом уровне... 120 Глава 4. Принципы создания информационно-распознающей системы для факторной диагностики почв...209 Глава 5. Почвенно-экологическое зонирование Еравнинской котловины Забайкалья...250 Заключение...288 Литература...290 Введение Введение Актуальность темы. Познание разнообразия почв природных комплексов одна из основных проблем современной науки. К сожаленью, до сих пор идут споры о способах его измерения (Мэгарран, 1992). Особенно это относится к таким сложноорганизованным системам как почва и почвенный покров. Данная проблема обретает еще большую значимость в регионах, где возникают новые связи и соотношения почв со средой, вызванные криогенными процессами и мерзлотой. Мерзлотные условия, равно как и литологические и фитоценотические, дальше усложняются расчлененностью рельефа. Именно поэтому, становиться возможным обособление множественной сети экологических ниш с резко контрастными режимами выветривания и почвообразования. Чтобы выявить особенности мерзлотного почвообразования и географические закономерности распределения почв криолитозоны, необходимо изучить их пространственную организацию и параметры функционирования. Решение этих и других проблем потребовало новых, особенно количественных подходов, реализованных в рамках современных методов анализа картографической информации, а с учетом пространственных масштабов объектов - разработки и применения информационно-картометрического подхода для координатной оценки связей в системе «ПОЧВА-СРЕДА и распознавания почв в многомерном признаковом пространстве. Цель исследований - Разработать информационно-распознающую систему почв на основе количественной оценки и факторной диагностики связей в системе «почва-среда». Для решения поставленной цели последовательно решались следующие задачи: 1. Создать картографическую информацию пространственной организации факторов почвообразования и почвенного покрова на разных иерархических уровнях; 2. Дать всесторонний анализ картографической информации и разработать информационно-картометрический подход для оценки связей в системах регионально-экологического и топоэкологического уровней; 3. Разработать алгоритм выявления экологических ниш почв; 4. Создать многоступенчатую информационно-распознающую системы для факторной диагностики почв. Объект и методы исследований. В качестве природной модели для исследования разнообразия почв и почвенного покрова криолитозоны принята Еравнинская котловина (ЕК) Забайкалья, представляющая собой в центре котловины криоаридную лесостепь, а по периферии - лиственничную тайгу. Она расположена в юго-западной части Витимского плоскогорья, где ярко проявляется кольцевая зональность сочетаний природных комплексов степи, лесостепи и тайги с мерзлотными и сезономерзлотными почвами. Методологический подход заключается в выявления связи почв с факторами почвообразования, которая в отличие от функциональной, является вероятностной, пространственно-временной и меняется сопряженно под воздействием множества взаимосвязанных причин. Такие связи относятся к информационным и устанавливаются методами информационно-статистического и картографического анализов (Пузаченко, Мошкин, 1969; Берлянт, 1978). Основное достоинство этих методов в том, что они позволяют выявить количественные параметры связи между качественными признаками (Арманд, 1975; Карпачевский, 1977; Куликов, 1991; Маркина, 1992; Михеева, 2001). Наряду с этими, были использованы общепринятые методы исследований картографирования почвенного покрова (Фридланд, 1972, 1976, 1980), координатный метод (Волобуев, 1962, 1963, 1973), метод комплексной ординации (Сочава, 1973, Снытко, 1974), информационно-статистический (Закономерности..., 1970; Карпачевский, 1977, 1981, Берлянт, 1978, 1986, Ралько, 1987, Маркина, 1992; Михеева, 2001), анализы химических, физических свойств и изучения гидротермического режима (Агрофизические ..., 1966; Химия ..., 1968: Аринушкина, 1970; Вадюнина, Корчагина, 1974; Принципы организации..., 1976). Достоверность и воспроизводимость результатов и выводов обоснованы статистически. Научная новизна и теоретическая значимость работы заключается в том, что на основе информационно-картометрического подхода впервые выявлены меры связи почв со средой на разных уровнях организации почвенного покрова и определены параметры экологических ниш основных типов почв Забайкалья. Каждый тип почвы имеет свою экологическую нишу в многомерном признаковом гидротермическом и топоэкологическом пространствах с числовыми характеристиками. Впервые создана информационно-распознающая система для факторной диагностики почв. Процесс распознавания почв проводится последовательно с применением иерархического принципа таксономии почвенной номенклатуры: ствол — отдел — тип. Информационно-картометрический подход, разработанный для оценки разнообразия почв криолитозоны Забайкалья, является универсальным инструментом для описания, обобщения, упорядочения и формализации имеющегося картографического материала по почвам. Защищаемые положения: 1. Разработанный информационно-картометрический подход составляет методологическую основу оценки связей в системе «почва-среда»; 2. Установленные количественные параметры экологических ниш рассматривается как базовое для факторной диагностики почв в многомерном признаковом пространстве; 3. Многоступенчатая информационно-распознающая система, опирающаяся на факторную диагностику, позволяет адекватно оценить почвенный покров. Практическое значение и реализация исследований. Научный материал по всесторонней географо-генетической оценке разнообразия почв криолитозоны Забайкалья явился основой их диагностики и классификации, а также разработки проектов Бурятского предприятия «ВостНИИгипрозем и комитета по землеустройству по Республике Бурятия. По результатам исследований обоснована возможность создания ботанического памятника природы «Ширингинский сосновый бор» в Еравнинской котловине Забайкалья. Исходные материалы и личный вклад автора в решении проблемы. В основу работы положены материалы, собранные автором в процессе картографических и стационарных исследований почвенного покрова аридных, криоаридных и мерзлотных котловин Забайкалья в рамках плановых тем Института общей и экспериментальной биологии СО РАН и грантов РФФИ (№ 97-04-96168, 01-04-97205) и ГЭФ (№ UVA-A008 Ml) с 1987 по 2004 годы. Лично автором сформулированы научные задачи, разработан методический подход к оценке разнообразия почвенного покрова и принципы многоступенчатой информационно-распознающей системы для факторной диагностики почв. Публикации и апробация работы. Основные положения диссертации изложены в 36 печатных работах, в том числе 3 монографиях и 15 статьях в реценцируемых и центральных журналах. Выводы и заключения апробированы в докладах на международных (Томск, 1993; Улан-Удэ, 1995, 1996, 2002; Новосибирск, 2000) и российских (Пущино, 1989; Якутск, 1989; Ташкент, 1989; Владивосток, 1989; Новосибирск, 1989, 2004; Курск, 1991; Алма-Ата; 1991; Красноярск; 1996, 1998; Чита, 1999; Иркутск, 2001; Улан-Удэ, 1987, 1990) симпозиумах, съездах, конференциях и совещаниях. Содержание работы. Диссертация представляет собой рукопись объемом 308 страниц компьютерного набора, состоит из введения, пяти глав и заключения, в том числе содержит 63 рисунка, 18 таблиц и библиографию из 226 наименований, из них 39 на иностранном языке. ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ И КАРТОГРАФИЧЕСКОМ МЕТОДЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Первоначально, в основе географии почв лежали законы широтной и вертикальной поясности (Докучаев, 1883; Глинка, 1894; Богданов, 1900; Сибирцев, 1951; Розанов, 1977), однако все более необходимым становилось нахождении закономерностей строения почвенного покрова на небольших территориях (Высоцкий, 1906; Неуструев, 1915; Захаров, 1934; Milne, 1935; Коноровский, 1974; Горбачев, 1978; Годельман, 1981; Гаджиев, 1982; Краснощеков, Горбачев, 1987; Соколов, 1985,1986; Добровольский, 1989; Тонконогов, 1999). Закономерности географии почв можно рассматривать как конкретную реализацию в реальном географическом пространстве более общих закономерностей экологии почв (Волобуев, 1963), т.е. закономерностей распределения факторов почвообразования. Почва, как самостоятельное природное естественно - историческое тело, представляет собой противоречивое единство четырех принципиально разных составляющих: совокупность литогенных свойств, унаследованных от исходных почвообразующих пород; совокупность педогенных свойств, возникших в результате преобразования почвенными процессами исходных почвообразующих пород, при участии геоморфологических факторов и климатических процессов; совокупность процессов и режимов циклического характера, представляющих жизнь почв; совокупность антропогенных свойств. (Соколов, 1993; Ананко, Соколов, Конюшков, Градусов, 1998). Противоречивость заключается в том, что каждая из этих составляющих обладает большей степенью свободы по отношению к остальным, формируясь по своим собственным законам. Соответственно и география каждой составляющей своя. Единство всех составляющих в том, что они принадлежат одному природному телу - почве. Изменяясь в пространстве, от точки к точке, эти составляющие формируют почвенный покров конкретной территории, имеющий свои специфические черты, которые выражаются в его строении и взаимодействии почв между собой. Почва также является..."всецело отражением других элементов ландшафта; от животных, растений и горных пород она существенно отличается тем, что в ней нет, строго говоря, своего собственного начала. Она не появляется извне, чтобы тем или иным путем приспособиться к ландшафту — она сама с первых моментов своего образования является произведением ландшафта и поэтому, отражает его свойства большей степени, чем всякий другой элемент" (Полынов, 1925, стр.82). Таким образом, почва и почвенный покров можно рассматривать как сложную многокомпонентную и многоуровневую систему иерархических единиц, для оценки разнообразия которой необходимо использование современных методов анализа картографической информации. В первую очередь к ним относятся: 1. Методы географии почв: а) профильно-генетический - портретная характеристика; б) учение о структуре почвенного покрова (Фридланд, 1972); в) принципы и структура факторной классификации почв (Лебедева, Тонконогов, Герасимова, 2000, 2002; Тонконогов, 2001; Лебедева, Тонконогов, 2002; г) координатный (климатический) метод (Волобуев, 1963); д) метод комплексной ординации (Алкучанский..., 1964; Сочава, 1973, 1878; Снытко, 1974; Геосистемы ..., 1991; е) учение о пространственной организации почв (Корсунов, Красеха, 1990); 2. Картографический метод (Берлянт, 1978: создание и анализ картографической информации; 3. Методы полисистемного анализа и синтеза (Черкашин, 1997; Китов, 2002): разделение и расслоение сложных объектов, представление единого в системе координат их частных отображений (слоев); 4. Информационный метод (Пузаченко, Мошкин, 1969; Бурлакова, 1984; Ралько, 1987; Маркина, 1992); а) анализ картографической информации; б) выявление тесноты связи между компонентами почв и почвенного покрова. На основе синтеза этих методов нами разработан методический подход для оценки разнообразия почв и выявления связи с характеристиками других компонентов ландшафта, названная информационно-картометрическим. Метод нами назван информационно-картометрическим потому, что для анализа «снимаются» (используются) данные картографической информации (картометрия - графоаналитический прием, предназначенный для измерения и исчисления по картам размера (протяженность, площадь, объем) и ориентировки объекта (азимут, экспозиция и угол наклона) исследования, которые сводятся к наложению тематических карт последовательно друг на друга, определению площадей и фиксации свойств среды — факторов почвообразования (со своими количественными и качественными показателями), характеризующих экологическую нишу каждого выделенного почвенного выдела (ареала). Для оценки разнообразия почвенного покрова предлагается использование картографического метода исследований и системы «создание-использование (распознавание) карт», а также понятия «картографическая информация» (Берлянт, 1978). Карта как модель обладает высокой информативностью, служит средством передачи информации. Под картографической информацией (КИ) понимают содержание карты, сведения, заключенные в ней и получаемые по карте, количество условных обозначений, вероятность появления того или иного знака, их разнообразие и т.п. (Берлянт, 1986). Картографическая информация - результат восприятия картографических образов. Это определение учитывает образность картографической модели и подчеркивает, что КИ возникает лишь в системе «карта-читатель карты (распознающее устройство)». ю Следовательно, картографические знаки (КЗ) формируют образы, а их восприятие дает информацию: КЗ —» КО —» КИ. Именно формирование картографических образов, их восприятие читателем (или автоматическое распознавание) позволяют извлекать из карты дополнительную информацию сверх той, что зафиксировано в самих знаках. Для изучения по картам пространственных статистических совокупностей и образуемых ими статистических поверхностей предназначены приемы математической статистики и теории информации. Статистическая обработка картографического изображения преследует главным образом три цели: 1) изучение характеристик и функций распределения явления; 2) изучение формы и тесноты связи между явлениями; 3) оценку степени влияния отдельных факторов на изучаемое явление и выделение ведущих факторов. Для оценки информативной емкости карты предлагается использовать формулу энтропии К.Шеннона: Н = - ? pt Iog2 ри где pt - вероятность появления г го знака на карте. При получении информации с нескольких карт эта формула приобретает вид (Curry, 1972): Н = - ? Z Pig Iog2 ftg, где g = 1, 2, ..., Q - карты разной тематики, разновременные или разного масштаба, а р jg - вероятность появления j -го знака на g -й карте. Приведенные информационные меры связи - величины размерные. В принятой двоичной системе это биты. Относительные значения j эффективности передачи информации по каналам связи получают в виде: Кэ = Т (П, С/ Н (Cj) - коэффициент передачи информации от фактора (Cj) к явлению (П). и Ки = J (П / Cj) / Н (П) - коэффициент информативности отдельных градаций фактора (Q ) относительно всего явления (П), или доля вклада отдельного значения фактора (Cj) в информацию о явлении (П). Теоретической основой методического подхода является положение о том, что почвенный покров - это система, которая состоит из элементов, каждый из которых имеет свой количественные и качественные показатели и характеристики. Элементами системы "почвенный покров" являются факторы почвообразования или среда, в котором они формируются т развиваются. Для выявление "скрытых" количественных и качественных показателей факторов почвообразования создается пространственная картографическая информация (КИ). КИ, созданная для каждого фактора почвообразования ранжируется, в результате которого образуется многомерное признаковое пространство. На каждый выделенный почвенный контур на уровне типа накладывается КИ факторов почвообразования, рассчитываются статистическая встречаемость типа почв с отдельными факторами почвообразования и их ранговыми значениями, а также выявляются информационные параметры каналов связи. В конечном итоге каждый тип почв имеет только ему присущие количественные и качественные параметры, которые характеризуют его экологическую нишу в этом многомерном признаковом пространстве. Наиболее постоянным элементом в этой системе является рельеф и его характеристики. Поэтому, базовой аналитической картографической информацией служит карта рельефа или строения поверхности, с его количественными показателями (абсолютная высота местности, крутизна, экспозиция склона и др.). На эту карту и карту почвенного покрова накладываются тематические карты природной среды, т.е. факторов почвообразования (геология и 12 почвообразующие породы, климат и мерзлота, растительность, типы геохимических ландшафтов и его составляющие). Информационно-картометрический подход для оценки разнообразия почв и выявления связи в системе "почва-среда" делится на три крупных блока (рис. 1.1). I. Создание картографической информации; И. Анализ картографической информации; III. Создание информационно-разпознающей системы для факторной диагностики почв. Первый блок решает задачи создания КИ. На этом этапе проводится выявление особенностей факторов почвообразования на основе анализа имеющихся карт и разработки тематических карт среднего масштаба (от 1:500000 до 1:200000). На основе полевого картографирования создаются карты структуры почвенного покрова на региональном (бассейновом - М 1:200000), катенном (М 1:25000), микрокатенном (М 1:2000) и наноуровнях (М 1:100). Данный этап заканчивается унификацией КИ всех факторов почвообразования и почвенного покрова к одному масштабу для систем «почва-климат» (М 1:200000) и «почва-среда» (М 1:25000). Задачами второго блока является сопряженный количественный анализ унифицированной КИ в системах "почва-климат" на регионально-экологическом уровне и "почва-среда" на топоэкологическом уровнях. На основе выявленных количественных и качественных параметров экологических ниш почв в многомерном признаковом пространствах и с использованием подхода «теза-антитеза» дихотомических таблиц, на заключительном /// блоке создается многоступенчатая информационно-распознающая система для факторной диагностики почв. 13 I Блок II Блок III Блок Создание КИ Анализ КИ Создание ИРС Факторы почвообразования Почвенный покров 1. Регионально-экологический уровень «ПОЧВА-КЛИМАТ» На основе выявленных экологи ниш почв в много* признаковом пространстве ci «почва-среда» и подхода антитеза», а также иерархи1 принципа, создается ступенчатая информац распознающая система (ИРС факторной диагностики почв. ческих лерном Прод. дни дстемы 1. Литология а) генезис б)грансостав 1. Бассейновый уровень - макрорельеф. М 1:200000 Конт клим. «теза- Тем-ра 1еского много- Осадки 2) Климат а)Осадки б)Температура в) Мерзлота ионно-V) для 2. Катенный уровень -мезорельеф. М 1:25000 Гидротермические параметры экологических ниш почв Этап Ств. Отд. Тип ИРС 3. Рельеф а) Высота б) Экспозиция в) Крутизна г) Геохимическая фация 2. Топоэкологический уровень «ПОЧВА-СРЕДА» I. Пост лит. Лито-земы 1..2 +...П 3. Микрокатенный уровень-микрорельеф. М 1:2000 Растит, П. ЛГ 2... Мерзлота Рельеф III. ... ... ... 4. Нанокатенный уровень - нанорельеф. М 1:100 Почвы 4. Растительность п Син-лит. Ал-люв. АТГ п... Параметры топоэкологических ниш почв Рис. 1.1. Система «Создание КИ - анализ КИ — распознавание КИ» 14 ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Познание генезиса и эволюции почв невозможно без реконструкции факторов и процессов почвообразования во времени. Реконструкция L+. закономерностей развития почвенного покрова с прошлого до настоящего времени является предпосылкой выявления основных черт современного почвообразования и прогнозирования направления его в будущем. 2.1. Пространственно — временная организация ландшафтов Витимского плоскогорья в плейстоцене и голоцене На основе анализа картографической информации и обобщающих исследований по палеогеографии и природы плейстоцена-голоцена (Атлас ... 1967; Гитерман, Голубева, Заклинская и др., 1968; Федорова, Комарова, Минко ..., 1968; Таргульян, 1971; Равский, 1972; Кинд, 1974; Ендрихинский, 1974; Виппер, Голубевой, 1976; Нейштадт, 1977; Хотинский, 1977; Олюнин, 1978; Тайсаев, 1981; Колосов, 1983; Базаров, 1986; Кузьмин, 1988; Иметхенов, 1997; Дергачева, Вашукевич, Гранина, 2000; Проблемы реконструкции ..., 1998, 2000; Основные закономерности..., 2002; Природная среда..., 2003) составлена гипотетическая кривая климатов и схематическая карта растительности на Витимском плоскогорье и сопредельных территорий (рис.2.1). Анализируя смены природных условий в позднем плейстоцене и голоцене можно сделать вывод, что до раннего голоцена на всей территории Забайкалья, в соответствии с эволюцией биоклиматической обстановки существовал широкий спектр типов почвообразования — от тундрового до степного. В последующем в более позднее время, в голоцене на территории современной тайги и лесостепи преобладали тундровый, лесостепной и таежный типы почвообразования. Длительность и периодичность по времени различных сочетаний фаз этих процессов на каждой территории была различной.

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	24282.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.