У нас уже
176407
рефератов, курсовых и дипломных работ
Сделать закладку на сайт
Главная
Сделать заказ
Готовые работы
Почему именно мы?
Ценовая политика
Как оплатить?
Подбор персонала
О нас
Творчество авторов
Быстрый переход к готовым работам
Контрольные
Рефераты
Отчеты
Курсовые
Дипломы
Диссертации
Мнение посетителей:
Понравилось
Не понравилось
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
29.04.24
Результаты оценки психологических детерминант гражданской идентичности учащихся старших классов
29.04.24
Программа формирования гражданской идентичности старшеклассников
29.04.24
Психологические основания для разработки программы формирования гражданской идентичности старшеклассников
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.