Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Физико-географическая характеристика региона 7
1.1. Географическое положение 7
1.2. Рельеф 8
1.3. Геологическое строение 14
1.4. Многолетняя мерзлота 18
1.5. Гидроклиматические условия 22
1.6. Почвенный покров 31
1.7. Растительный покров 33
Глава 2. Методические основы изучения геосистем 44
2.1. Дистанционное зондирование 44
2.1.1. Обзор основных съемочных систем, используемых при ландшафтном картографировании 44
2.1.2. Интерпретация комбинаций каналов данных Landsat ТМ/ЕТМ+ 49
2.1.3. Применение расчетов нормализованного разностного вегетационного индекса в ландшафтных исследованиях 58
2.2. GRID-моделирование 62
2.3. Ландшафтное картографирование 69
Глава 3. Ландшафтная структура Байкальской природной территории 75
3.1. Ландшафтный анализ БПТ 75
3.1.1. Количественный анализ ландшафтной структуры Байкальской природной территории 79
3.1.2. Анализ ранговых распределений факторов, влияющих на формирование ландшафтной структуры БПТ 87
3.2. Физико-географическое районирование 90
3.3. Современная динамика и антропогенное воздействие 103
3.4. Изучение динамики геосистем по разновременным космическим снимкам 109
Глава 4. Распространение геосистем на Байкальской природной территории 116
Заключение 186
Список литературы 190
- Геологическое строение
- Обзор основных съемочных систем, используемых при ландшафтном картографировании
- Количественный анализ ландшафтной структуры Байкальской природной территории
- Распространение геосистем на Байкальской природной территории
Введение к работе
Впервые в законе «Об охране озера Байкал» определено понятие Байкальской природной территории (БПТ), четко определены ее границы. БПТ рассматривается как экотонная территория, находящаяся на границе таежной и степной ландшафтных зон, а также на трансконтинентальном долготном рубеже влияния основных генераторов климата Евразии -Атлантического и Тихого океанов. На БПТ размещены Южно-Сибирские, Байкало-Джугджурские, Среднесибирские и Центрально-Азиатские геосистемы. Они вносят разнообразие в ландшафтную структуру, придают ей ярко выраженную природную специфику и контрастность.
Отмечается сложная структура геосистем, зависящая от высоты местности, экспозиции склонов, расчлененности рельефа, мерзлотных условий, экзогенных процессов, густоты гидрологической сети, прихода и расхода солнечной энергии, антропогенных воздействий. Возникает необходимость изучения не только главных факторов формирования и устойчивости того или иного ландшафта, но и факторов, ведущих к изменению структуры ландшафта.
Основная цель исследования состоит в выявлении и изучении пространственной организации геосистем на Байкальской природной территории. Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
выполнить инвентаризацию картографических, литературных материалов и данных дистанционного зондирования;
провести анализ ландшафтной структуры БПТ;
дифференцировать территорию по абсолютной высоте, крутизне и экспозиции склонов, сумме температур за период с температурами выше 10 С, годовой сумме осадков и по типам многолетнемерзлых толщ;
разработать метод оценки ландшафтной структуры и компонентов геосистем на основе анализа регулярных сетей;
создать геоинформационную систему «Ландшафтно-типологическая структура Байкальской природной территории»;
дать оценку сложности ландшафтной структуры и ландшафтного разнообразия Байкальской природной территории;
- создать схему физико-географического районирования БПТ.
Объект исследования. Геосистемы Байкальской природной
территории.
Предмет исследования. Природные особенности, создающие контрастную и сложно организованную географическую систему БПТ.
Методы исследования. Работа выполнена с использованием картографического метода, комплексных физико-географических исследований, геоинформационного моделирования, статистического анализа данных, визуального и автоматизированного дешифрирования космических снимков.
Исходные материалы и база исследования. Для территории БПТ использовались космические снимки высокого Terra (Asler), Landsat (ТМ, ЕТМ+) и низкого пространственного разрешения (NOAA/AVHRR), топографические карты масштаба 1:100 000, 1:200 000 (бумажный и электронный варианты), материалы маршрутных исследований, литературные источники и тематические карты различного содержания и масштаба.
При выполнении работы автор опирался на труды исследователей Байкальского региона: А.В. Мартынова, А.В. Белова, А.К. Тулохонова, А.Б. Иметхенова, Ц.Х. Цыбжитова, Г.Ф. Уфимцева, а также теоретические и методические разработки в области ландшафтоведения В.Б Сочавы, А.А. Крауклиса, B.C. Михеева, Ю.М. Семенова, Э.Ц. Дамбиева, В.А. Николаева, А.С. Викторова, Д.Л. Арманда, А.К. Черкащина, В.М. Плюснина, Е.Г. Суворова и др. Учтены исследования отраслевого и регионального характера.
Научная новизна работы.
Впервые для Байкальской природной территории создана ГИС «Ландшафтно-типологическая структура Байкальской природной территории», а также схема дробного физико-географического районирования, включающая единицы ранга районов.
Разработана методика изучения пространственной организации геосистем, основанная на получении и анализе регулярных сетей географических данных.
На БПТ по материалам ранее изданных карт, новых опубликованных данных, а также данных дистанционного зондирования составлены карты суммы температур воздуха за период выше 10, годовой суммы осадков, мерзлотного районирования, экспозиции и крутизны склонов.
Впервые проведена оценка разнообразия и сложности ландшафтной структуры БПТ.
Практическая ценность исследований. Теоретические и методические разработки могут быть применены при оценке природно-ресурсного потенциала БПТ, экологической экспертизе территории и ее картографировании, а также для постановки и проведения ландшафтно-экологического мониторинга.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на XV конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 16-19 апреля 2003 г.), Пятом Сибирском совещании по климато-экологическому мониторингу (Томск, 2003 г.), международной конференции по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды и семинаре "Организация комплексного мультидисциплинарного исследования климатических "горячих пятен" в Северной Евразии" (Томск, 16-25 июля 2004 г.), Science for Watershed conservation: Multidisciplinary Approaches for Natural Resourse Management: International Conference. (Ulan-Ude (Russia), September 1-8, 2004), иркутском геоморфологическом семинаре по проблемам теоретической геоморфологии
«Рельеф и человек» (Иркутск, 27-29 сентября 2004 г.), XII совещании географов Сибири и Дальнего Востока. (Владивосток, 5-7 октября 2004 г), VIII научном совещании по прикладной географии (Иркутск, 12-13 апреля 2005 г.), 2-й региональной научно-практической конференции «Геодезия, картография, кадастр в освоении природных ресурсов Байкальского региона» (Иркутск, 23-24 марта 2006 г), международной научной конференции « Всемирное природное наследие в России. 10 лет российско-германского сотрудничества» (Иркутск, 18-21 августа 2006 г.), VIII научной конференции по тематической картографии (Иркутск, 21-23 ноября 2006 г.), XVI научной конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск 17-19 апреля 2007 г.). Содержание и основные результаты исследования изложены в 16 публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 115 наименований, в работе 196 страниц машинописного текста, она иллюстрирована 115 рисунками и 11 таблицами.
В первой главе описаны природные особенности Байкальской природной территории. Вторая глава посвящена методике исследования. В третьей главе рассмотрена ландшафтная структура Байкальской природной территории. В четвертой главе освещены вопросы, отражающие распространение геосистем на Байкальской природной территории.
Геологическое строение
Геологическое строение Байкальской природной территории весьма неоднородно. В. В. Ламакин (1961) и другие геологи образование Байкальской котловины относят к середине третичного периода. Впадины заложились на месте существования древнего пенеплена. По представлению Н. А. Флоренсова и В. Н. Олюнина (1965) рассматриваемая территория относится к трем складчатым поясам, последовательно сменяющим друг друга с северо-запада на юго-восток и юг: байкальскому, каледонскому, герцинскому, сложенным сильно дислоцированными породами. Метаморфические породы
Наиболее широко распространены докембрийские осадочно-метаморфические образования. Архейскими метаморфическими породами почти нацело сложен о. Ольхон, а также значительная часть юго-западного побережья оз. Байкал и п-ов Святой Нос. В Восточном Прибайкалье и в Хэнтэй-Чикойском нагорье они образуют крупные блоки, сжатые между более молодыми изверженными и метаморфическими породами. Гранито-гнейсы и гнейсо-граниты характеризуются мелко- или среднезернистым сложением и обладают полосчатостью. Биотитовые амфиболовые гнейсы имеют мелко- и среднезернистое сложение с четко выраженной сланцеватой структурой. Породы слюдянской серии довольно широко распространены в Южном и Юго-Восточном Прибайкалье. Она представлена в основном мраморами, биотитовыми гнейсами, пироксен-амфиболовыми сланцами, кварцитами и другими разностями пород, которые часто переслаиваются между собой.
Метаморфические породы верхнего протерозоя и нижнего кембрия выделяются в Баргузинском и Икатском хребтах. Они сложены мощной толщей эффузивно-осадочных образований, прорванных интрузиями гранитов (Салоп, 1964). Эффузивные породы представлены кварцевыми и бескварцевыми порфирами, реже диабазовыми порфиритами. Разнообразные метаморфические песчаники, сланцы, известняки, филлиты чаще всего встречаются в районе Селенгинского среднегорья. В рельефе они образуют остроугольные гряды, которые местами протягиваются на многие километры.
Магматические породы Имеет исключительно широкое распространение и характеризуется большим разнообразием по условиям и времени образования, по петрохимическим особенностям. Среди них выделяют породы от ультраосновных до ультракислых включительно. Среди магматических
образований преобладают докембрийские гранитоиды. Их образование связано с архейскими и протерозойскими циклами магматизма. Большое развитие они получили в Южном и Восточном Прибайкалье, в южной части Селенгинского среднегорья, в большей части Хэнтэй-Чикойского нагорья. По внешнему виду гранитоиды (ортогнейсы, гнейсо-граниты, порфировидные граниты) представляют собой светлые породы, средне- и крупнозернистого сложения.
Гранитоиды в основном представлены палеозойскими, которые особо широкое развитие имеют в Восточном Прибайкалье. Ими образованы громадные батолиты на Хамар-Дабане, Улан-Бургасском и Икатском хребтах. Среди палеозойских гранитоидов выделяются сиениты, граниты, диориты и ряд других разновидностей. Гранитоиды в общей своей массе относятся к прочным и устойчивым породам. При выветривании их состав не подвергается значительным изменениям, и они обычно распадаются на отдельные глыбы и щебенку. По данным В. П. Солоненко (1960), скорость выветривания гранитов по юго-западному побережью Байкала в условиях их полной обнаженности около 0,7 м за 30 лет.
Осадочные породы Среди осадочных пород наиболее широко распространены конгломераты, песчаники, углистые сланцы, метаморфизированные алевролиты. Они развиты в хребтах Заганский, Боргойский, Цаган-Дабан, Малый Хамар-Дабан. Для неогеновой толщи пород характерно литологическое однообразие осадков. Почти всюду она представлена алевролитами, глинами, песками и песчаниками. На юго-восточном побережье Байкала миоценовые отложения слагают предгорную равнину. На территории Селенгинской Даурии к нижнему эоплейстоцену относятся красноцветные отложения (Базаров, 1968). Они представляют собой остаточные или переотложенные продукты железистой коры выветривания, возникшей в плиоцене. Мощность красноцветов обычно небольшая и чаще составляет от 1 до 15 м. По механическому составу все известные красноцветные отложения в Прибайкалье и Забайкалье крайне неоднородны. Наряду с глинисто-алевролитовой фракцией неизменно присутствуют плохо окатанные песчаные и гравийные частицы. Из минералов глинистой фракции преобладают гидрослюды и монтмориллонит, в качестве примесей иногда встречаются каолинит и хлорит (Логачев, 1974).
Четвертичные отложения В горных условиях распространены ограниченно и имеют незначительную мощность. Элювиальные образования характерны для водораздельных пространств. Они наследуют свойства материнских пород, отражая их состав. Делювиальные и пролювиальные отложения развиты на склонах гор и у их подножий. По крутым склонам преобладают грубообломочные глыбовые или крупнощебнистые образования. На сравнительно выположенных склонах, в особенности на облесенных, развиты щебнисто-суглинистые породы.
Аллювиальные отложения широко развиты по всем речным долинам, слагая низкие надпойменные террасы р. Селенги, Баргузина, Хилка, Чикоя и др. Аллювий в горных условиях слабо отсортирован и представлен более грубым, часто крупногалечным материалом. Мощность аллювиальных отложений во впадинах достигает 50-100 м (Думитрашко, 1952). Ледниковые отложения в бассейне распространены на северовосточном побережье оз. Байкал и представлены маренами с валунами гранитов, роговиков. Лессовые породы в пределах бассейна изучены крайне слабо. Некоторые самые общие сведения об их распространении и условиях залегания имеются в работах К. А. Уфимцевой (1960), Н. А. Ногиной (1964), Ц. X. Цибжитова (1971). По генезису все разновидности лессовых пород -аллювиальные, пролювиальные, солифлюкционные образования. Судя по литературным данным мощность лессовидных отложений, изменяется от 0,5 до 10 м.
Обзор основных съемочных систем, используемых при ландшафтном картографировании
Отечественные съемочные системы. В России для исследования природных ресурсов Земли из космоса и тематического картографирования была создана специальная природоведческая система «Ресурс». Космические аппараты типа «Ресурсов 1», «Ресурс Ф2», «Комета» позволяют получать многозональную, спектрозональную, а также панхроматическую информацию среднего разрешения. Высокое пространственное разрешение имеют фотографические снимки, полученные аппаратами с большим фокусным расстоянием - КФА-1000, КВР-1000, КФА-3000. Один кадр ТК-350 размером 30x45 см покрывает на местности участок 200x300 км, а панорама КВР-1000 (снимок 18x72 см) — 40x160 км. Фотографические снимки серии Ресурс-Ф требуют сканирования для перевода в цифровую форму. В основном снимки Ресурс-Ф на территорию БПТ сделаны до 1994 года. Фотографические изображения со спутника «Комета» (камера КВР 45 1000) имеют разрешение 2 м. Устанавливаемая на том же спутнике специальная топографическая камера ТК-350 позволяет получать стереоснимки, предназначенные для обновления топографических карт (разрешение на местности данных ТК-350 - 10 м).
Данные со спутников серии Ресурс-О (сканеры МСУ-Э и МСУ-СК) -наиболее популярны в России, благодаря широкому распространению региональных станций приема. Данные с Ресурс-О цифровые и доступны в оперативном режиме. Прием многозональных данных МСУ-Э (разрешение 45 м) и МСУ-СК (разрешение 150 м) с Ресурс-О № 3 велся успешно с 1994 года.
Французская съемочная система HRV на спутнике SPOT. На спутнике установлено два сканера с 6 000 линейными светоприемниками ПЗС (приемники зарядовой связи), представляющие собой фотонные детекторы, светочувствительный слой которых образован сеткой кремниевых или иных диодов. На них возбуждается электрический заряд, пропорциональный яркости света, поступающего от одного элемента разрешения (пикселя) на земной поверхности. В 1998 году был запущен четвертый спутник SPOT, отличающийся от предыдущих наличием дополнительного 4-ого спектрального канала 0,51-0,73 мкм). Геометрическое разрешение данных SPOT при панхроматической съемке - 10 м, при многозональной - 20 м. Кроме высокого геометрического разрешения этих цифровых съемок, есть возможность получения стереопар для анализа рельефа. Важным преимуществом является возможность заказа съемки -на спутнике SPOT4 работает бортовое записывающее устройство. Недостатком снимков SPOT является их дороговизна.
Индийская система дистанционного зондирования IRS. Сенсоры на спутниках последнего поколения (IRS-1C, IRS-1D) позволяют получать панхроматические снимки земной поверхности с геометрическим разрешением 5 - 6 м, а в многозональном режиме - 23 м в полосе 70-90 км. Стереоскопический эффект поперек трассы полета обеспечивается путем перекрытия ПЗС-линеек съемочной аппаратуры.
Американская система LANDSAT. Многозональные данные со спутника LANDSAT за 30 лет функционирования этой системы приобрели огромную известность. Несомненное преимущество снимков Landsat ТМ перед другими данными - сравнительно большое число спектральных диапазонов - 7 зон съемки, наличие теплового канала, цифровая форма данных, большие архивы. К недостаткам же можно отнести то, что снимки LANDSAT ТМ имеют среднее геометрическое разрешение (30 м, а в дальнем РІК - 120 м). 15 апреля 1999 года был запущен очередной спутник -LANDSAT 7, с аппаратурой ЕТМ+ (сенсор Thematic Mapper с улучшенными характеристиками). Геометрическое разрешение в панхроматическом видимом канале составляет 15 м, а при многозональной съемке - по-прежнему 30м).
В настоящее время в сети Интернет имеется большой объем информации по космическим съемкам Земли. Прежде всего, это каталоги, позволяющие бесплатно получить информацию о наличии снимков определенного типа на данную территорию, оценить качество по данным в каталоге и уменьшенному просмотровому изображению (quicklook), с разрешением 120-300 м.
Для картографирования Байкальской природной территории использовалась спектрозональная съемка системы LANDSAT 7 ЕТМ+. Высота его орбиты составляет 705 км. Тип орбиты - околополярная, гелиосинхронная, наклон 98,2 градуса. Повторная съемка территории осуществляется через 16 дней. Ширина полосы съемки - 185 км. На спутнике установлен Расширенный Тематический Картографический сканер (ЕТМ+), способный осуществлять съемку в 8-й спектральных каналах.
Landsat - наиболее долгоработающая программа дистанционного зондирования Земли. Автоматические спутники серии Landsat (первоначальное названные ERTS - Earth Resources Technology Satellite) предназначены для изучения природных ресурсов Земли и решения проблем землеведения в широком понимании этого слова. Первый спутник этой серии был запущен в июле 1972 года. Полученные снимки широко использовались для мониторинга среды и современных динамических процессов на поверхности Земли - извержений вулканов, землетрясений, цунами, выпадения и таяния снега, вегетации растений и т.п.
На борту спутника Landsat 5 установлен прибор ТМ (Thematic Mapper), а на борту Landsat 7 - ЕТМ+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) — мультиспектральные сканирующие радиометры. Основные характеристики спектральных каналов по отношению к поглотительной способности растительности отражены в таблице 1. 1 канал (голубой): наиболее чувствителен к атмосферным газам, и, следовательно, изображение может быть малоконтрастным; имеет наибольшую водопроницаемость (длинные волны больше поглощаются), т. е. оптимален для выявления подводной растительности, факелов выбросов, мутности воды и водных осадков; полезен для выявления дымовых факелов (т.к. короткие волны легче рассеиваются маленькими частицами); хорошо отличает облака от снега и горных пород, а также голые почвы от участков с растительностью. 2 канал (зеленый): чувствителен к различиям в мутности воды, осадочным шлейфам и факелам выбросов; охватывает пик отражательной способности поверхностей листьев, может быть полезен для различения обширных классов растительности; также полезен для выявления подводной растительности и факелов выбросов. 3 канал (красный): чувствителен в зоне сильного поглощения хлорофилла, т. е. хорошо распознает почвы и растительность; чувствителен в зоне высокой отражательной способности для большинства почв; полезен для оконтуривания снежного покрова. 4 канал (ближний инфракрасный): различает растительное многообразие и растительную силу; может быть использован для оконтуривания водных объектов и разделения сухих и влажных почв, так как вода сильно поглощает ближние инфракрасные волны. 5 канал (средний или коротковолновый инфракрасный): чувствителен к изменению содержания воды в тканях листьев; чувствителен к варьированию влаги в растительности и почвах (отражательная способность уменьшается при возрастании содержания воды); особенно чувствителен к наличию/отсутствию трехвалентного железа в горных породах (отражательная способность возрастает при увеличении количества трехвалентного железа); отличает лед и снег (светлый тон) от облаков (темный тон).
Количественный анализ ландшафтной структуры Байкальской природной территории
Из выделенных 27 типов ландшафтов на Байкальской природной территории, обшей площадью 386158 км2 превалирующее большинство занимают ландшафты склоновые и межгорных понижений и долин лиственничные с березой и тополем оптимального развития кустарничково-моховые и травяные. Площадь их распространения составляет 55092,7 км2 или 17% от общей площади БПТ.
Для получения количественных характеристик ландшафтной структуры по полученной ландшафтной карте проводился подсчет количества контуров, как по всей Байкальской природной территории, так и в рамках каждого геома. Подсчитано общее количество ландшафтных контуров (п), количество контуров каждого геома (nj). Всего на БПТ выявлено 2717 ландшафтных контуров. Средняя площадь контура рассчитывается по формуле S0 = S / п, и равна 121 км .
Кривая регрессии, описывающая зависимость количества ландшафтных контуров от средней абсолютной высоты на Байкальской природной территории (рис. 25) показывает, что с повышением абсолютной высоты идет увеличение количества анализируемых точек до средней высотной отметки 950 м. Выше количество ландшафтных контуров достаточно равномерно уменьшается
График зависимости количества ландшафтных контуров от средней абсолютной высоты. Цифры на графике - количество анализируемых точек. К показателям сложности строения географических систем обычно относят число морфологических единиц (контуров на единицу площади), число рангов и видов геосистем, степень расчленения и контрастности соседних ареалов (Топчиев, 1988), индекс дробности, коэффициент сложности, энтропийные меры сложности ландшафтного рисунка (Викторов, 1986).
Коэффициент сложности рассчитывается отношением количества контуров к средней общей площади (К сложи. = nt / S0i). Значения коэффициентов сложности анализируемых геомов представлены в таблице 6.
В результате высоким коэффициентом сложности ландшафтного рисунка обладают гольцовые альпинотипные и субальпинотипные, а также гольцовые тундровые и кустарниковые геосистемы. Низким коэффициентом сложности ландшафтного рисунка характеризуются подгорные лиственничные кустарничково-моховые, плакорные лиственничные ерниковые и подгорные лугово-степные в сочетании с березовыми и лиственничными травяными лесами. Горно-таежные Байкало-Джугджурские, Южно-Сибирские и Среднесибирские склоновые темнохвойные и светлохвойные геосистемы, а также Прибайкальские низинные лугово-болотные и Центрально-Азиатские котловинные сухостепные геосистемы имеют достаточно высокий коэффициент сложности ландшафтного рисунка.
Сложность ландшафта можно характеризовать его разнообразием. Под разнообразием обычно понимается количество состояний, которое может принимать система. Число состояний достаточно сложной системы велико, поэтому под количественной мерой сложности системы понимают не само число ее состояний, а логарифм этого числа.
Число состояний по количеству анализируемых геомов равно 21. Максимальная сложность системы определяется формулой: Н тах = log2 п где п = 21. Н пшх = 4,39. При вычислении энтропии как неопределенности используют формулу H=YJSi/S log2 (Si/S) = 3,92, т.е. плотность каждого ландшафта умноженная на log плотности каждого ландшафта, учитывая, что неопределенность системы должна лежать в пределах 0 Н Нтах.
Для детерминированной системы относительная организация равна единице, для полностью дезорганизованной - нулю. В данном случае исследуемые ландшафты БПТ являются слабоорганизованной системой. Это связано с тем, что структура ландшафтов Байкальской природной территории характеризуется большой сложностью, как по набору природных комплексов, так и по степени их контрастности.
Проведенная классификация и созданная ландшафтная карта позволяют произвести оценку ландшафтного разнообразия, которое выражается в виде индекса или коэффициента. Существует довольно большой выбор расчета таких коэффициентов, в числе которых много заимствованных из экологии. Среди них индексы относительного богатства, доминантности, фрагментации, уникальности, выравненное, разнообразия, максимально возможного разнообразия и др. Все эти индексы представляют собой метрические характеристики ландшафта, согласуются с мерами энтропии и дисперсии, отражают объективные фундаментальные свойства географического пространства, поскольку содержат информацию об его организации, и тем самым имеют прикладное значение. Для расчета ландшафтного разнообразия предложено несколько показателей, но наиболее репрезентативными признаны два: видовое богатство ландшафтов и площадь, на которой они размещены.
Зависимость числа видов от площади объекта рассматривается в естественных науках как эмпирический закон, который позволяет утверждать, что разнообразие любых свойств системы есть ее физическая энтропия, информация. Система, состоящая из множества элементов, получает информацию из среды с помощью сигнала определенной мощности, который выражается показателем дисперсии. При этом ландшафтное разнообразие выступает необходимым условием выживания и устойчивости системы.
Проведена оценка ландшафтного разнообразия Байкальской природной территории с использованием 2 различных индексов, рассчитанных по методике Р. Маргалефа CAmg) и П. Менхиника (Дтп): flmg = (N-l)/lnS, Amn = N/VS, где N - число видов ландшафтов, S - общая площадь всех видов. На основании полученных индексов построены карты оценки ландшафтного разнообразия. Расчеты с применением методики Р. Маргалефа (Рис. 26) и П. Менхиника. дают сходные результаты. К категории максимального разнообразия относятся горно-таежные, светло- и темнохвойные геосистемы, занимающие склоновые, межгорные и долинные местоположения. Сюда также входят гольцовые тундровые и кустарниковые и котловинные сухо-степные мелкодерновинно-злаковые литофильные геосистемы. К категории минимального разнообразия в обоих случаях относятся подгорные лугово-степные в сочетании с березовыми и лиственничными травяными лесами, склоновые темнохвойные ограниченного развития.
Распространение геосистем на Байкальской природной территории
Гольцовые альпинотипные и субальпинотипные геосистемы На Байкальской природной территории получили основное распространение в центральной части Байкальского и Баргузинекого хребтов и в меньшей мере на хребте Хамар-Дабан. Фрагментарно встречаются на хребтах Улан-Бургасы, Икатском, Верхнеангарском и Северо-Муйском. Единично на Приморском хребте .
Гольцовые альпинотипные и субаль шафтных контуров замет- пинотипные ландшафты БПТ но и равномерно возрастает, с высоты 1850 м наблюдается уменьшение количества контуров. Ярко выраженных перепадов в количестве контуров с высотой не наблюдается, основная масса сосредоточена в интервале высот 1450-1950 м.
Выборка по анализируемому геому представлена 1806 точками. Гистограмма распределения количества анализируемых точек по высотным поясам представлена на рисунке 336. И нее видно, что данный тип геосистем в различных интервалах высот представлен по-разному. Отчетливо выделяется четыре интервала. До 900 м с мизерным количеством точек, 900-1300 м - количество точек увеличивается, но также незначительно, отрезок 1300-1600 м выделяется заметным увеличением, и составляет в количественном отношении ХА анализируемых точек. И наконец, основная масса точек - 1127 располагается в диапазоне высот от 1600 м до 2000 м и более. Максимальное количество значений находится на высотах от 1600 м до 1700 м. Здесь же проходит и средняя высота распространения гольцовых альпинотипных и субальпинотипных геосистем - 1650 м.
Количественные характеристики распространения гольцовых альпинотипных и субальпинотипных геосистем на БПТ. (а) количество ландшафтных контуров от средней абсолютной высоты, (б) распределение количества анализируемых точек по высотным поясам
По экспозиции склонов размещение анализируемых ландшафтов достаточно равномерное (Рис. 34а), с незначительным преобладанием склонов юго-восточного простирания - около 15%, менее заняты склоны северной (14%), северо-западной (13%) и южной (13%) экспозиции, меньше всех заняты склоны западной экспозиции - около 10 %.
Мерзлотные условия в пределах этого геома представлены тремя категориями (Рис. 346): сплошного, прерывистого и островного, большая площадь занята сплошным и прерывистым распределением - 41% и 40% соответственно, с незначительным преобладанием сплошного распространения многолетнемерзлых толщ.
Условия распространения гольцовых альпинотипных и субаль-пинотипных геосистем на БПТ. (а) по экспозиции склонов, (б) в зависимости от мерзлотных условий
Сумма температур воздуха за период с температурами выше 10 колеблется в пределах от 500 до 1200-1400" (Рис. 35а). Из представленного ниже графика видно, что основное количество анализируемых точек размещаются при температурных условиях в среднем от 500 до 1000, с выраженным максимумом в диапазоне 600-1000. От 1000 до 1200 их количество заметно сокращается, и со средней отметки в 1100 происходит резкое уменьшение количества точек. Средняя величина по сумме температур выше 10 в пределах анализируемого геома составляет 784.
Годовая сумма осадков варьирует от 250 мм до 1200 мм и более. Анализируя график распространения ландшафтов в зависимости от годовой суммы осадков (Рис. 356) можно выделить три характерные зоны: от 500 мм до 1000 мм, где отмечается максимальное количество анализируемых точек, с ярко выраженным пиком в диапазоне 800-1000 мм. Вторая зона представлена двумя отрезками - 400-500 мм и от 1000 мм до 1200 мм и более, здесь располагается несколько меньшее количество точек. Третья зона отличается незначительным количеством точек и размещается в интервале от 200 мм до 400 мм. Средняя величина годовой суммы осадков составляет 784 мм.
Количественный анализ климатических факторов, в данном случае это сумма температур выше 10 и годовая сумма осадков, позволил определить наиболее характерные условия для существования ландшафта (Рис. 39а). Наибольшее количество анализируемых точек занимают местоположение с условиями суммы температур выше 10 от 550 до 1200, с превалирующим большинством в диапазоне от 600 до 1000. При температурных условиях 1200-1600 распространено лишь чуть более 11% исследуемых объектов. Среднее значение суммы температур выше 10" составляет 856.
Годовая сумма осадков колеблется от 250 до 1200 мм и более (Рис. 396). С увеличением среднегодового количества осадков до отметки 1000 мм наблюдается увеличение количества анализируемых объектов. Наибольшее количество расположено в интервале от 500 до 1000 мм, процентное соотношение от общего количества в пределах исследуемого геома составляет более 85%.
